JPH0280695A - 紙サイズ剤組成物 - 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】 （産業上の利用分ｖＰ） 本発明は、紙に耐液体浸透性を付与するためのサイズ剤
用組成物及びサイジング処理した改良された紙製品に関
する。さらに詳細には、本発明は、主要量の紙サイズ剤
用脂肪酸無水物と少量の紙サイズ剤用アルキルケテンダ
イマーを含んだカチオン性サイズ剤に関する。

（従来の技術） ヘントリッヒ（Ｈｅｎｔｒｉｃｈ）らは、紙を高級ケテ
ンダイマーで処理すると耐水性が付与されることを開示
している（米国特許第２，４１１，８６０号明細書）。

クリック（Ｋｕｌｌｃｋ）とストラジンズ（Ｓｔｒａｚ
ｄｔｎｓ）は、疎水性有機脂肪酸無水物のカチオン性エ
マルジョンを使用して耐水性を付与させることを開示し
ている（米国特許第３．．１４５，３３０号明細書）、
クリック、サヴイーナ（Ｓａｖｉｎａ）及びストラジン
ズは、直鎖のアシル化合物を紙サイズ剤用ケテンダイマ
ーと併用して当該ダイマーの活性を高めることを開示し
ている（米国特許第３，３１１，５３２号明細書）。

開示されているアシル化合物は、高級脂肪酸（すなわち
、１２個以上の炭素原子を含む）並びにこれに対応した
無水物、アミド、酸塩化物、及びアルデヒドである。混
合物中におけるアシル化合物の量がダイマーの量を越え
ると、サイズ剤の品質は、ダイマー単独の場合に得られ
る品質より実質的に低下する、ことを当該特許は開示し
ている。

テストによれば、ケテンダイマーとステアリン酸との混
合物を使用して板紙をサイジング処理したときのベネス
コープ（Ｐｅｎｅｓｃｏρｅ）読み取り値は、サイズ剤
混合物中のステアリン酸の量が約５０％を越えると約１
８，０００秒から約１０００秒へと急激に降下すること
がわかっている（１２インチヘッド、１０００Ｆにて溶
液２０％乳酸）、これとは異なり、本発明によるサイズ
剤混合物が主要量のステアリン酸無水物と少量のケテン
ダイマー（例えば１．５　：　１以上）を含有していて
も、ベネスコープ読み取りルキルケテンダイマーを含み
、脂肪酸無水物とアルキルケテンダイマーのｆｆ１ｆｆ
ｉ比が１．０　：　１．０より太き（て４．Ｏｉ　１を
越えない祇サイズ剤用組成物は、エマルシリンの形で紙
製品を効果的にサイジング処理するのに使用できる、こ
とを発明者は見出した１重量比は、１．５　＋　１．０
より大きくてかつ４．０　：　１を越えないのが好まし
い０本発明のサイズ剤の経済性及び優れた性能は、相当
量の脂肪酸無水物をより少ない量のアルキルケテンダイ
マーと組み合わせて使用したことによるものである。

サイジング処理は、従来の紙製造技術を利用して行う二
色ができる。さらに本発明の改良されたサイズ剤組成物
を使用すると、容器が振動を伴った粗雑な扱いにさらさ
れても、それに対して影響を受けにくいような改良され
た紙製品が得られる。

サイジング処理した改良板紙から作製された容器は、ト
ラック輸送等のような条件下でより高い耐漏出性を示す
ことが見出されている。

本発明に使用される祇サイズ剤用脂肪酸無水物は、１２
個以上の炭素原子を有する高級脂肪酸無水物である。好
適な無水物は、例えば、アラキシン酸無水物、ベヘン酸
無水物、及びステアリン酸無水物などである。これらの
化合物は疎水性であり、実質的に水不溶性である。

紙サイズ剤用アルキルケテンダイマーは、例えばステア
リン酸及び／又はパルミチン酸等の、本質的に直鎖の高
級脂肪酸から誘導される。

脂肪酸無水物及びアルキルケテンダイマーは、別々に又
は混合物の形で、カチオン性エマルジョンとして紙製造
用繊維中に導入される。疎水性サイズ剤の乳化は、エマ
ルシリン粒子上に正電荷を生成させるのに適したカチオ
ン性のコーンスターチ又はポテトスターチ等のカチオン
性薬剤の存在下で行われる。エマルシリンの調製は、通
常の手順、例えば米国特許第３，３１１，５３２号明細
書に記載の手順に従って行えばよい。

本発明をさらに理解しやすくするため、以下に実施例を
挙げて詳細に説明する。

夫立斑上 米国特許第３，３１１．５３２号明細書に表されている
利点を凌ぐ本発明の利点は、アルキルケテンダイマー（
ＡＫＤ）とステアリン酸無水物とのブレンド、及びアル
キルケテンダイマーとステアリン酸とのブレンドのサイ
ズ剤性能を直接比較することによって明らかにすること
ができる。米国特許第３．３１１，５３２号明細書に記
載の方法と類似の方法に従って、次のようにエマルシリ
ンを調製した。

最高速度で作動しているワリング・ブレンダー（Ｍａｒ
ｉｎｇ　Ｂｌｅｎｄｏｒ）に据え付けられた、予め加熱
しておいたセンコ・カップ（Ｃｅｎｃｏ　ｃｕｐ）内に
水溶性でカチオン性のスターチの３重量％高嵩水溶液を
１００ｇ入れ、これに０．１５ｇのリグノ硫酸ナトリウ
ムを徐々に加えた。ＡＮＤ単独物又はＡＫＤとアシル化
合物との混合物のフレークを１８０＠Ｆ（８２°Ｃ）で
熔融して！Ｉ寿のブレンドを作製した。スターチ溶液を
１８０°Ｆに保持した状態で、１０ｇの溶融サイズ剤を
加え、そしてミキシングを６０秒間継続した。

こうして得られたエマルシリンを、低温蒸留水で１％に
希釈することによって速やかに冷却した。

最終的なサイズ剤濃度は０．７６％となったゆ０．６％
のコンシスチンシーを有するさらしクラフトパルプのス
トック・サスペンション（ｓ　Ｌｏｃｋ５ｕｓｐｅｒ＋
５ｉｏｎ）に、１トン当たり４ボンド（１，８ｋｇ）に
相当する濃度にて種々のエマルジョンを加え、次いで市
販のカチオン性ポテトスターチを１トン当たり８ボンド
（３，６ｋｇ）に相当する量で加えることによって、ハ
ンドシートを作製した。硫酸を使用してスラリーのｐＨ
を５．３に調節し、ストックを延ばしてシートにして１
４０ｇ／ｍ”のハンドシートとした。

サイジング処理して乾燥させたシートに対してベネスコ
ープテストを行った（１２インチ（３０，５ｃｍ）ヘッ
ド、　１００°Ｆ（３８°Ｃ）にて２０％乳酸を使用）
。

視認しうるような浸透が起こらない場合、１８，０００
秒後に各テストを中止した。

テスト結果を以下の表に示す。

サイズ剤混合物中のステアリン酸の量が約５０％を越え
ると、ベネスコープの読み取り値は約１８．０００秒か
ら約９００秒へと急激に降下する。これとは対照的に、
主要量のステアリン酸無水物を含んだサイズ剤混合物で
処理した紙のベネスコープ読み取り値は、約１８．００
０秒のレベルを保持１−、　テいる。この比較結果によ
り、脂肪酸無水物（ＦＡＡ）とアルキルケテンダイマー
とを組み合わせてサイズ剤混合物を作製すると、耐液体
浸透性がかなり改良されることがわかる。

ハンドシートに対するさらなるテストから、耐エツジ浸
透性が改良されることがわかる。ハンドシートから得た
矩形のカードの両側をポリエチレンフィルムで積層し、
５ｇ＃！のメチレンブルーで染色した１８０°Ｆ（８１
°Ｃ）の２０％乳酸溶液中にこの積層物を３０分間完全
に浸漬した。各カードのエツジを液体にさらし、重量増
加を測定した。得られた結果を以下の表に示す９ ２０’　　　８０　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１８０００サイズ剤混合物中のステアリン酸の量が
約５０％を越えると、カードによって吸収される液体の
量が大幅に増大した。これとは対照的に、主要量のステ
アリン酸無水物を含有したサイズ剤混合物で処理したカ
ードは、はぼ一定量の液体を吸収している。このことか
ら、本発明に従って調製した板紙は、液体吸い上げに対
する抵抗性が大幅に改良されていることがわかる。

裏施■呈 実施例１に記載の手順と類似の手１１１に従って、工業
的に製造されているケテンダイマーエマルジョン〔ヘル
コン”　（Ｈｅｒｃｏｎ）カチオン性ケテンダイマー、
バーキュレス・インコーホレーテッド〕と実験室的に調
製したステアリン酸無水物エマルジョンとをブレンドし
た０合計のサイズ剤使用量は３ポンド／トン又は５ポン
ド／トンであり、サイズ剤の組成物としては、６０／４
０　ＡＫＤ／ＩＩＡ＾、　４０／６０Ａにロ／ＦＡＡ、
＾ＫＤ単独、　ＦＡＡ単独、という組成のものを調製し
た。

実施例１に記載の手順に従ってハンドシートを作製し、
４種の異なる液体を使用して液体吸い上げテストを行っ
た。得られた結果を以下の表に示す。

０／１００ １．１４　０．９７　０．３９　０．９０ＦＡＡが主成
分であるときは、良好な吸い上げ抵抗性が得られる。４
０％のＡＫ［ｌと６０％のＦＡＡからなるサイズ剤混合
物は、ＡＸＤ単独又はＦＡＡ単独の場合より実質的に優
れた吸い上げ抵抗性を示している０本発明はさらに、６
０％のＡＮＤと４０％のＦＡＡからなるサイズ剤混合物
によって示されているように、従来技術に比べてかなり
改良された吸い上げ抵抗性を付与している。

皇族■盈 フルスケールの工業的操作をシミュレートするよう設計
された小形の長網抄紙機を使用してロールストック（ｒ
ｏｌ　Ｉｓ　ｔａｃｋ）を作製した。市販のヘルコン７
ケテンダイマーエマルジョンと実施例１に類似の手順に
従って調製したステアリン酸無水物エマルジョンとを予
備ブレンドすることによって、サイズ剤組成物を作製し
た。工業スケールの長網抄紙機に対し通常行われるのと
類似の方法に従ってシートにする前に、木サイズ剤組成
物をさらしクラフトパルプスラリー中に加えた。こうし
て得られた板紙に対して吸い上げテストを実施した。

アルキルケテンダイマーの有効性は、重炭酸ナトリウム
の添加によって得られる高いアルカリ度及び明春によっ
て悪影響を受けることが知られている。得られた結果を
以下の表に示す。

６０％のＦＡＡ　と４０％のＡＫＩ）からなるサイズ剤
混合物を使用して得た紙は、ＡＫＤ単独使用で得た祇よ
りも優れた吸い上げ抵抗性を示している。さらに、サイ
ズ剤の性能は、高アルカリ度や明春の存在によって実質
的に影響を受けない。このことは、高アルカリ度や明春
の存在下でＡＫＤ単独使用により得られた紙が示してい
るサイズ剤性能とは大きく異なる。

次点ｌ吐土 ＦＡＡ／ＡＫＤブレンド物を含有した１反紙の耐液体浸
透性が改良されると、当該板紙から製造した容器が充填
されていてこれが振動を伴った粗雑な扱いを受けている
場合、その耐漏出性が改良される。

実施例３に記載の手順に従い、４．７ボンド／トンのサ
イズ剤混合物を使用してロールストックを作製した０重
炭酸ナトリウムや炭酸カルシウムは使用しなかった。こ
うして得られた容器に市販のスキムミルク、酸化防止剤
を含有した市販のグレープ清涼飲料、及び５％水性エタ
ノール溶液を充填した。これらの容器に対し、トラック
による配送をシミュレートするよう設計された振動を伴
う粗雑な扱いを施した。サイズ剤系の性能比較を以下の
表に示す、（ＡＫＤタイプ１はヘルコン真カチオン性ア
ルキルケテンダイマー（バーキュレス・インコーホレー
テッド製）であり、　　ＡＫＤタイプ２はキーダイム”
　（Ｋｅｙｄｉｍｅ）カチオン性アルキルケテンダイマ
ー（アルブライト＆ウィルソン・アメリカンズ・Ｉｎｃ
、（Ａｌｂｒｉｇｈｔ　ａｎｄ　Ｗｉｌｓｏｎ　Ａｍｅ
ｒｉｃａｎｓＩｎｃ、）製）である、〕 主要量のＦＡＡと少量のＡＫＤからなるサイズ剤混合物
を使用して調製した板紙は、ＡＸＤサイズ剤のみを使用
して調製した板紙に比べて、耐漏出性が大幅に改良され
ている。漏出量は、約１０％と約６０％の間で減少する
。

これまで説明してきたことから、本発明により、脂肪酸
無水物又はアルキルケテンダイマーを使用して祇をサイ
ジング処理する際の経済性が向上することがわかる。さ
らに本発明に従って調製した板紙は、耐液体浸透性や吸
い上げ抵抗性が改良されている。また本発明による板紙
から作製した容器は、振動を伴った条件下において、改
良された耐漏出性を示す。さらに本発明により、アルコ
ールを含存した液体に対して耐浸透性の高いサイズ剤が
得られる。

本発明の新規であると考えられる種々の特徴は特許請求
の範囲に記載しである。

（外４名） 手 続 補 正 」ヱ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サイジング処理した紙が振動を伴った粗雑な扱いに
   さらされたときに、サイジング処理した紙が改良された
   耐液体浸透性及び改良された耐漏出性を示すよう紙に塗
   布するための紙サイズ剤組成物であって、紙サイズ剤用
   脂肪酸無水物と紙サイズ剤用アルキルケテンダイマーと
   の混合物を含み、前記脂肪酸無水物と前記アルキルケテ
   ンダイマーとの重量比が約１．５：１．０より大きくて
   かつ４．０：１．０を越えない、前記紙サイズ剤用組成
   物。 ２、前記の紙サイズ剤用脂肪酸無水物がステアリン酸無
   水物である、請求項１記載の組成物。 ３、前記のアルキルケテンダイマーがパルミチン酸とス
   テアリン酸のブレンドから得られる、請求項１記載の組
   成物。