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JP2000248490A - Rosin-based emulsion sizing agent and sizing of paper using the same - Google Patents

Rosin-based emulsion sizing agent and sizing of paper using the same

Info

Publication number
JP2000248490A
JP2000248490A JP5563599A JP5563599A JP2000248490A JP 2000248490 A JP2000248490 A JP 2000248490A JP 5563599 A JP5563599 A JP 5563599A JP 5563599 A JP5563599 A JP 5563599A JP 2000248490 A JP2000248490 A JP 2000248490A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rosin
sizing agent
paper
sizing
alkenyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5563599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Ishida
人士 石田
Kunio Takeuchi
邦雄 竹内
Daisuke Kuroki
大輔 黒木
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.)
Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd filed Critical Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP5563599A priority Critical patent/JP2000248490A/en
Publication of JP2000248490A publication Critical patent/JP2000248490A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a rosin-based emulsion sizing agent having excellent sizing effect and hot water resistance free from reduction in sizing performances in a wide range of pH 5-9, especially a papermaking range of high pH range. SOLUTION: This rosin-based emulsion sizing agent is obtained by dispersing a rosin ester (A) prepared by reacting an alkenyl-substituted succinic acid (a) with a rosin (b) and a polyhydric alcohol (c) in the presence of a metal oxide (d) as a catalyst under heating or a fortified rosin ester prepared by reacting the component (a) with the component b, the component c and an α,β-unsaturated carboxylic acid (e) in the presence of the metal oxide (d) as a catalyst under heating into water by using an emulsification dispersant (C).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロジン系エマルジ
ョンサイズ剤に関する。更に詳しくは、エステル化触媒
として金属酸化物を用いて得られたロジンエステルと強
化ロジンの混合樹脂、又は強化ロジンエステルからなる
ロジン系エマルジョンサイズ剤及びそれを用いる紙のサ
イジング方法であり、pH5〜9の広い領域、特に高p
Hの抄紙領域においてもサイズ性能の低下が無く、良好
なサイズ効果、耐熱水性サイズ度を発現するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rosin emulsion sizing agent. More specifically, a rosin-based emulsion sizing agent comprising a rosin ester and a reinforced rosin mixed resin obtained by using a metal oxide as an esterification catalyst, or a rosin-based emulsion sizing agent comprising a reinforced rosin ester, and a paper sizing method using the same. 9 large area, especially high p
Even in the papermaking region of H, there is no decrease in size performance, and a good size effect and hot water sizing degree are exhibited.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の製紙業界においては、工場排水の
規制強化、用水のコスト低減等の観点から抄紙排水をで
きるだけ回収しようとするために抄紙工程のクローズ化
が指向され、これに伴い抄紙用水中の溶解電解質の増大
乃至抄紙温度の上昇が余儀なくされ、抄紙条件は悪化す
る傾向にある、又、製紙技術では紙の填料あるいはコー
ティング顔料として炭酸カルシウムが一般に使用されて
おり、炭酸カルシウムを内添した場合には必然的に抄紙
pHは6以上となり、又、コーティング顔料として使用
した紙あるいは炭酸カルシウム内添紙等の損紙、古紙を
再利用した抄紙系ではpHが5以上になるのが通例であ
る。
2. Description of the Related Art In the recent papermaking industry, the papermaking process has been closed in order to recover papermaking wastewater as much as possible from the viewpoint of strengthening regulations on factory wastewater and reducing the cost of water use. Papermaking conditions tend to be degraded due to an increase in dissolved electrolyte in the paper and an increase in papermaking temperature.In papermaking technology, calcium carbonate is generally used as a filler or coating pigment for paper, and calcium carbonate is added internally. In this case, the papermaking pH is necessarily 6 or more, and the pH is usually 5 or more for paper used as a coating pigment, damaged paper such as calcium carbonate internal paper, or recycled paper. It is.

【0003】このような状況下では、従来汎用されてき
たロジン又は強化ロジンの水性分散液や苛性カリ等のア
ルカリでケン化したケン化型ロジン系サイズ剤が紙のサ
イジングに有効でないため、これに代ってアルケニル置
換コハク酸無水物(ASA)、アルキルケテンダイマー
(AKD)等を有効成分とする中性サイズ剤が用いられ
ている。しかし、AKD系サイズ剤は紙の滑り、トナー
接着性の低下の恐れがあり、又、ASA系サイズ剤を使
用した場合、抄紙工程の汚れ発生の問題が完全に解決さ
れていない。
Under these circumstances, aqueous dispersions of rosin or fortified rosin and saponified rosin-based sizing agents saponified with alkali such as caustic potash are not effective for sizing paper. Instead, a neutral sizing agent containing alkenyl-substituted succinic anhydride (ASA), alkyl ketene dimer (AKD) or the like as an active ingredient is used. However, the AKD-based sizing agent may cause slippage of the paper and a decrease in toner adhesiveness, and the use of the ASA-based sizing agent has not completely solved the problem of generation of stains in the papermaking process.

【0004】前記したような抄紙条件下でもサイズ効果
を発揮するロジン系エマルジョンサイズ剤が提案されて
いる。例えば、強化ロジンを第3級アミノアルコールで
エステル化した変性ロジンの分散剤からなるサイズ剤
(特開昭60−161472号公報)、ロジンまたは強
化ロジンを3〜4価のアルコールと反応せしめた変性ロ
ジンの分散剤からなるサイズ剤(特公平3−79480
号公報、特公平6−4954号公報)、ロジン物質に炭
化水素樹脂やアルケニルコハク酸類等を配合した樹脂の
分散液からなるサイズ剤(特公昭57−5420号公
報、特開平7−189173号公報)などがある。しか
しながら、これらの各公報に開示されているサイズ剤は
一応の効果を発揮するものの、ASA系及びAKD系サ
イズ剤と比べて所定のサイズ効果を得るには使用量を増
やさねばならないのでコストアップになるばかりか、抄
紙工程の発泡の増大や各種の汚れも増大するという問題
がある。
A rosin-based emulsion sizing agent which exerts a size effect even under the above-mentioned papermaking conditions has been proposed. For example, a sizing agent comprising a dispersant of a modified rosin obtained by esterifying a fortified rosin with a tertiary amino alcohol (JP-A-60-161472), a modification of a rosin or a fortified rosin reacted with a tri- to tetravalent alcohol Sizing agent consisting of rosin dispersant (Japanese Patent Publication No. 3-79480)
JP-B-6-4954), a sizing agent comprising a resin dispersion obtained by blending a rosin substance with a hydrocarbon resin, alkenyl succinic acids, etc. (JP-B-57-5420, JP-A-7-189173) )and so on. However, although the sizing agents disclosed in these publications exhibit a certain effect, the amount used must be increased in order to obtain a predetermined sizing effect as compared with ASA and AKD sizing agents. In addition, there is a problem that foaming in the paper making process and various stains also increase.

【0005】最近、サイズ効果、発泡性、汚れトラブル
を改良したロジン系エマルジョンサイズ剤が開示されて
いる。例えば、ロジン類と多価アルコール類とのエステ
ルを含有するロジン系物質をカチオン性(メタ)アクリ
ルアミド系ポリマーで乳化分散したサイズ剤(特開平5
−125693号公報)、ロジン系物質を(メタ)アク
リルアミド系ポリマーで乳化分散したサイズ剤(特開平
8−337997号公報)、ロジンエステル等のロジン
系物質をスチレン−(メタ)アクリル酸−スルホン酸系
共重合体で乳化分散したサイズ剤(特開平7−1093
60号公報)があり、更に広い抄紙pH領域でも効果を
発揮する特定ロジンエステルを有するロジン系エマルジ
ョンサイズ剤(特開平10−156603号公報、特願
平10−310994号)が提案されているが、更なる
サイズ効果を発揮するサイズ剤が強く求められている。
[0005] Recently, a rosin-based emulsion sizing agent having improved sizing effect, foaming property and stain trouble has been disclosed. For example, a sizing agent obtained by emulsifying and dispersing a rosin-based substance containing an ester of a rosin and a polyhydric alcohol with a cationic (meth) acrylamide-based polymer (Japanese Patent Laid-Open Publication No.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 12-56993), a sizing agent obtained by emulsifying and dispersing a rosin-based substance with a (meth) acrylamide-based polymer (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-337997), and a rosin-based substance such as a rosin ester being styrene- (meth) acrylic acid-sulfonic acid. Sizing agent emulsified and dispersed with a copolymer (JP-A-7-1093)
No. 60), and a rosin-based emulsion sizing agent having a specific rosin ester which is effective even in a wider pH range of papermaking (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-156603, Japanese Patent Application No. 10-310994) has been proposed. There is a strong demand for a sizing agent that exhibits a further sizing effect.

【0006】又、石膏ボード原紙、カップ原紙等で例示
される耐熱水性が要求される紙においても、従来強化ロ
ジンの中でも、α,β−不飽和酸の付加が比較的多い強
化ロジンを苛性カリ等のアルカリでケン化したケン化型
ロジンサイズ剤が酸性領域で使用されてきた。しかるに
前記したように抄紙条件の悪化あるいは炭酸カルシウム
を含有する損紙又は古紙を原料パルプとして一部使用せ
ざるを得ない結果、抄紙pHを酸性域に保持することが
難しく、これらのケン化型ロジン系サイズ剤では充分な
耐熱水性を有する紙が得られなくなってきたために、前
記したようなロジン系エマルジョンサイズ剤を使用する
ことが通例になっている。
[0006] Also, in papers requiring hot water resistance such as gypsum board base paper and cup base paper, among the conventional reinforced rosins, a reinforced rosin to which an α, β-unsaturated acid is relatively frequently added is replaced with caustic potash or the like. The saponified rosin sizing agent saponified with an alkali has been used in the acidic region. However, as described above, the deterioration of papermaking conditions or the necessity to partially use broke or waste paper containing calcium carbonate as a raw material pulp makes it difficult to maintain the papermaking pH in an acidic region, and these saponified types are used. Since it is no longer possible to obtain paper having sufficient hot water resistance with a rosin-based sizing agent, it is customary to use a rosin-based emulsion sizing agent as described above.

【0007】しかしながら、これらのロジン系エマルジ
ョンサイズ剤でもクローズ化又は炭酸カルシウムに起因
する抄紙pHの上昇に対して充分なサイズ効果や耐熱水
性サイズ度を得ることが困難になっていると共に、ロジ
ンをエステル化する際は長時間反応する必要があり、こ
のことが生産コストの増加につながっている。
However, even with these rosin-based emulsion sizing agents, it is difficult to obtain a sufficient sizing effect and the degree of hot water sizing for increasing papermaking pH caused by closing or calcium carbonate. Esterification requires a long reaction time, which leads to an increase in production cost.

【0008】[0008]

【問題を解決しようとする課題】本発明者らは、ロジン
のエステル化において、反応時間を大幅に短縮でき、生
産コストが低く押さえられると共に、pH5〜9の広い
領域、特に高pHの抄紙領域においてサイズ性能の低下
がなく、良好なサイズ効果、耐熱水性サイズ度を紙に付
与するロジン系エマルジョンサイズ剤及びそれを用いる
紙のサイジング方法を提供することを技術的課題として
鋭意研究の結果、次の発明を完成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have found that in the esterification of rosin, the reaction time can be greatly reduced, the production cost can be kept low, and a wide range of pH 5 to 9, particularly a high pH papermaking region. As a technical problem, a rosin-based emulsion sizing agent that imparts good sizing effect and hot water sizing degree to paper without a decrease in sizing performance and a method of sizing paper using the same have been studied as a technical problem. Has been completed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、アルケ
ニル置換コハク酸類(a)、ロジン類(b)及び多価ア
ルコール(c)を触媒としての金属酸化物(d)の存在
下に加熱反応させて得られるロジンエステル(A)と強
化ロジン(B)との混合樹脂を乳化分散剤(C)を用い
て水に分散せしめて得られるロジン系エマルジョンサイ
ズ剤、又はアルケニル置換コハク酸類(a)、ロジン類
(b)、多価アルコール(c)及びα,β−不飽和カル
ボン酸類(e)を触媒としての金属酸化物(d)の存在
下に加熱反応させて得られる強化ロジンエステル(D)
を乳化分散剤(C)を用いて水に分散せしめて得られる
ロジン系エマルジョンサイズ剤及び該ロジン系エマルジ
ョンサイズ剤をpH5〜9の広い領域、特に高pHの抄
紙領域のパルプスラリーに添加し抄紙する紙のサイジン
グ方法であり、サイズ性能の低下が無く、良好なサイズ
効果、耐熱水性サイズ度を発現するものである。
That is, the present invention relates to a method for heating alkenyl-substituted succinic acids (a), rosins (b) and polyhydric alcohols (c) in the presence of a metal oxide (d) as a catalyst. A rosin-based emulsion sizing agent obtained by dispersing a mixed resin of a rosin ester (A) and a reinforced rosin (B) obtained by a reaction in water using an emulsifying dispersant (C), or an alkenyl-substituted succinic acid (a ), A rosin (b), a polyhydric alcohol (c) and an α, β-unsaturated carboxylic acid (e) in the presence of a metal oxide (d) as a catalyst, and a heated rosin ester ( D)
Is dispersed in water using an emulsifying dispersant (C), and the rosin-based emulsion sizing agent is added to a pulp slurry in a wide range of pH 5 to 9, particularly a high pH paper-making region, to form a paper. This is a method for sizing paper that does not degrade the sizing performance and exhibits a good sizing effect and hot water sizing degree.

【0010】本発明に係るアルケニル置換コハク酸類
(a)は、炭素数6〜36の内部オレフィン、エチレン
オリゴマー、プロピレンオリゴマー及びブチレンオリゴ
マー等あるいはこれらの混合物と無水マレイン酸及び/
又はマレイン酸とを付加反応せしめることによって得ら
れる。特に好ましくは単素数12〜16のプロピレンテ
トラマー及び/又はプロピレンペンタマーと無水マレイ
ン酸との付加反応物が挙げられる。
The alkenyl-substituted succinic acids (a) according to the present invention comprise an internal olefin having 6 to 36 carbon atoms, an ethylene oligomer, a propylene oligomer and a butylene oligomer, or a mixture thereof, and maleic anhydride and / or
Alternatively, it can be obtained by an addition reaction with maleic acid. Particularly preferred is an addition reaction product of a propylene tetramer having 12 to 16 unit numbers and / or a propylene pentamer with maleic anhydride.

【0011】アルケニル置換コハク酸類(a)は常法に
よって製造でき、例えば前記オレフィン類に無水マレイ
ン酸及び/又はマレイン酸を加え、オートクレーブ反応
器で150〜250℃で20〜24時間反応して得られ
る。
The alkenyl-substituted succinic acids (a) can be produced by a conventional method, for example, by adding maleic anhydride and / or maleic acid to the olefins and reacting in an autoclave reactor at 150 to 250 ° C. for 20 to 24 hours. Can be

【0012】本発明に係るロジン類(b)としては、ガ
ムロジン、トールロジン、ウッドロジン、水添ロジン、
アルデヒド変性ロジン、フェノール・ホルマリン樹脂変
性ロジン等の各種ロジン類を挙げることができ、これら
の単独、または2種以上を併用できる。
The rosins (b) according to the present invention include gum rosin, tall rosin, wood rosin, hydrogenated rosin,
Various rosins such as aldehyde-modified rosin and phenol-formalin resin-modified rosin can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more.

【0013】本発明に係る多価アルコール(c)として
は、エチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリ
トール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキ
サンジオール、トリメチロールプロパン、ソルビトール
等を挙げることができ、これら単独又は2種以上を併用
できる。
The polyhydric alcohol (c) according to the present invention includes ethylene glycol, glycerin, pentaerythritol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, trimethylolpropane, sorbitol and the like. The above can be used in combination.

【0014】本発明に係る強化ロジン(B)又は強化ロ
ジンエステル(D)に使用するα,β−不飽和カルボン
酸類(e)としては、フマル酸、マレイン酸、無水マレ
イン酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸
等の不飽和ジカルボン酸、アクリル酸、メタクリル酸等
の不飽和モノカルボン酸などが挙げられ、これらの単独
又は2種以上を併用し得る。なお、付加させるα,β−
不飽和カルボン酸類(e)はロジン類(b)に対して、
重量で 2〜 25%、より好ましくは 5〜17%であ
る。前記α,β−不飽和カルボン酸類(e)が2重量%
に満たない場合は、低pH領域におけるサイズ効果に優
れず、25重量%を超える場合は、酸価が過剰に大きく
なるためにサイズ効果に悪影響を及ぼし、いずれも好ま
しくない。
The α, β-unsaturated carboxylic acids (e) used in the fortified rosin (B) or the fortified rosin ester (D) according to the present invention include fumaric acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid and citracone. Examples thereof include unsaturated dicarboxylic acids such as acid and citraconic anhydride, and unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid. These may be used alone or in combination of two or more. Note that α, β-
The unsaturated carboxylic acids (e) are compared with the rosins (b)
It is 2 to 25% by weight, more preferably 5 to 17%. 2% by weight of the α, β-unsaturated carboxylic acid (e)
If it is less than 25%, the sizing effect in the low pH region is not excellent, and if it exceeds 25% by weight, the acid value becomes excessively large, adversely affecting the sizing effect, and both are not preferred.

【0015】本発明に係るロジンエステル(A)又は強
化ロジンエステル(D)において、アルケニル置換コハ
ク酸類(a)とロジン類(b)との配合割合が(a):
(b)=0.5:99.5〜20:80重量部、より好
ましくは(a):(b)=1:99〜10:90重量部
であり、アルケニル置換コハク酸類(a)とロジン類
(b)の総カルボキシル基当量に対する多価アルコール
(c)の水酸基当量が0.2〜1.5、より好ましくは
0.4〜1.0となる仕込み割合で加熱反応して得られ
る。前記アルケニル置換コハク酸類(a)の配合割合が
0.5重量部以下の場合、分子量が小さくなり、また2
0重量部以上の場合は、分子量分布が不均一になるため
にサイズ効果に悪影響を及ぼし、いずれも好ましくな
い。前記アルケニル置換コハク酸類(a)とロジン類
(b)の総カルボキシル基当量に対する多価アルコール
(c)の水酸基当量が0.2以下の場合は、分子量が小
さくなり、さらに酸価が過剰大きくなり、また1.5以
上の場合は、未反応の多価アルコール(c)が残存する
ためにサイズ効果に悪影響を及ぼし、いずれも好ましく
ない。
In the rosin ester (A) or the fortified rosin ester (D) according to the present invention, the mixing ratio of the alkenyl-substituted succinic acids (a) and the rosins (b) is (a):
(B) = 0.5: 99.5 to 20:80 parts by weight, more preferably (a) :( b) = 1: 99 to 10:90 parts by weight, and the alkenyl-substituted succinic acids (a) and rosin The polyhydric alcohol (c) is obtained by a heating reaction at a charging ratio of 0.2 to 1.5, more preferably 0.4 to 1.0, with respect to the total carboxyl group equivalent of the class (b). When the blending ratio of the alkenyl-substituted succinic acids (a) is 0.5 parts by weight or less, the molecular weight becomes small, and
When the amount is more than 0 parts by weight, the molecular weight distribution becomes non-uniform, which adversely affects the size effect, and both are not preferred. When the hydroxyl equivalent of the polyhydric alcohol (c) is 0.2 or less with respect to the total carboxyl equivalent of the alkenyl-substituted succinic acids (a) and rosins (b), the molecular weight becomes small and the acid value becomes excessively large. If the ratio is 1.5 or more, unreacted polyhydric alcohol (c) remains, adversely affecting the size effect, and both are not preferred.

【0016】本発明に係る触媒としての金属酸化物
(d)としては、亜鉛、カルシウム及びマグネシウム等
の各種金属酸化物などが挙げられる。これらのなかでも
酸化亜鉛が好ましい。
The metal oxide (d) as the catalyst according to the present invention includes various metal oxides such as zinc, calcium and magnesium. Of these, zinc oxide is preferred.

【0017】本発明において、金属酸化物(d)をエス
テル化触媒として使用した場合、少量でエステル化反応
時間が短縮でき、生産コストが安くなり、該ロジンエス
テル(A)又は強化ロジンエステル(D)を用いて得ら
れるロジン系エマルジョンサイズ剤はpHの広い領域、
特に高pH抄紙領域においてもサイズ性能が低下せず、
良好なサイズ効果、耐熱水性サイズ度が得られる。一般
に、エステル化触媒として、金属酸化物以外にパラトル
エンスルホン酸、メタスルホン酸、リン酸系、塩化アル
ミニウムなどのルイス酸、酢酸等の酸性触媒等がある。
これらのエステル化触媒もエステル化反応時間を短縮す
る効果があるが、該ロジン系エマルジョンサイズ剤は、
サイズ効果並びに耐熱水性サイズ度の低下が見られる。
In the present invention, when the metal oxide (d) is used as an esterification catalyst, the esterification reaction time can be reduced with a small amount, the production cost can be reduced, and the rosin ester (A) or the enhanced rosin ester (D) can be used. The rosin-based emulsion sizing agent obtained using
Especially in the high pH papermaking area, the size performance does not decrease,
Good sizing effect and hot water sizing degree can be obtained. In general, esterification catalysts other than metal oxides include p-toluenesulfonic acid, metasulfonic acid, phosphoric acid, Lewis acids such as aluminum chloride, and acidic catalysts such as acetic acid.
These esterification catalysts also have the effect of shortening the esterification reaction time, but the rosin-based emulsion sizing agent
A reduction in size effect and hot water sizing degree is observed.

【0018】本発明に係る触媒としての金属酸化物
(d)の使用量は、ロジン類(b)の総重量に対して
0.001〜0.5重量%、より好ましくは0.01〜
0.2重量%である。前記金属酸化物(d)の使用量が
0.001重量%に満たない場合はエステル化反応時間
の短縮が行われず、また0.5重量%を超える場合は未反
応の金属酸化物がサイズ効果に悪影響を及ぼし、過剰に
使用する意義が認められない。
The amount of the metal oxide (d) used as the catalyst according to the present invention is 0.001 to 0.5% by weight, more preferably 0.01 to 0.5% by weight, based on the total weight of the rosins (b).
0.2% by weight. When the amount of the metal oxide (d) used is less than 0.001% by weight, the esterification reaction time is not shortened. When the amount exceeds 0.5% by weight, the unreacted metal oxide has a size effect. Adversely affect the use, and the significance of excessive use is not recognized.

【0019】本発明に係るロジンエステル(A)の製造
は常法に従って行えばよく、例えばアルケニル置換コハ
ク酸類(a)、ロジン類(b)及び多価アルコール
(c)を金属酸化物(d)の存在下に200〜280℃
で、10〜24時間加熱反応して得られる。
The production of the rosin ester (A) according to the present invention may be carried out according to a conventional method. For example, alkenyl-substituted succinic acids (a), rosins (b) and polyhydric alcohols (c) are converted to metal oxides (d). 200-280 ° C in the presence of
For 10 to 24 hours.

【0020】強化ロジン(B)の製造は常法に従って行
えばよく、例えば、前記ロジン類(b)にα,β−不飽
和カルボン酸類(e)を180〜250℃で1〜5時間
加熱反応して得られる。
The production of the fortified rosin (B) may be carried out according to a conventional method. For example, an α, β-unsaturated carboxylic acid (e) is reacted with the rosin (b) at 180 to 250 ° C. for 1 to 5 hours. Is obtained.

【0021】本発明に係るロジンエステル(A)と強化
ロジン(B)との配合割合は(A):(B)=10:9
0〜80:20重量部であり、より好ましくは(A):
(B)=30:70〜60:40重量部である。前記ロ
ジンエステル(A)の配合割合が10重量部以下の場合
は、水中における樹脂の溶解度が増加するために高pH
領域におけるサイズ効果に優れず、80重量部以上の場
合は低pH領域におけるサイズ効果に優れないため、い
ずれも好ましくない。
The compounding ratio of the rosin ester (A) and the fortified rosin (B) according to the present invention is (A) :( B) = 10: 9.
0 to 80:20 parts by weight, more preferably (A):
(B) = 30: 70-60: 40 parts by weight. When the mixing ratio of the rosin ester (A) is 10 parts by weight or less, a high pH
The size effect in the region is not excellent, and the case of 80 parts by weight or more is not preferable because the size effect in the low pH region is not excellent.

【0022】本発明に係る強化ロジンエステル(D)の
製造は、常法に従って行えばよく、例えばアルケニル置
換コハク酸類(a)、ロジン類(b)及び多価アルコー
ル(c)を触媒としての金属酸化物(d)の存在下に2
00〜280℃で10〜24時間加熱反応させた後に
α,β−不飽和カルボン酸類(e)を加え、180〜2
50℃で1〜5時間反応させてもよく、ロジン類(b)
にα,β−不飽和カルボン酸類(e)を180〜250
℃で1〜5時間反応させた後に、多価アルコール(c)
を加え触媒としての金属酸化物(d)の存在下に200
〜280℃で10〜24時間加熱反応させてもよく、ア
ルケニル置換コハク酸類(a)、ロジン類(b)、多価
アルコール(c)及びα,β−不飽和カルボン酸類
(e)を同時に仕込み、触媒としての金属酸化物(d)
の存在下に200〜280℃で10〜24時間加熱反応
させてもよい。
The production of the fortified rosin ester (D) according to the present invention may be carried out according to a conventional method. For example, an alkenyl-substituted succinic acid (a), a rosin (b) and a polyhydric alcohol (c) may be used as a catalyst. 2 in the presence of oxide (d)
After reacting by heating at 00 to 280 ° C. for 10 to 24 hours, α, β-unsaturated carboxylic acids (e) are added, and
You may make it react at 50 degreeC for 1-5 hours, and rosins (b)
Α, β-unsaturated carboxylic acids (e) to 180 to 250
After reacting at 1 ° C. for 1 to 5 hours, polyhydric alcohol (c)
And 200 in the presence of metal oxide (d) as a catalyst.
The reaction may be performed by heating at 280 ° C. for 10 to 24 hours, and alkenyl-substituted succinic acids (a), rosins (b), polyhydric alcohols (c) and α, β-unsaturated carboxylic acids (e) are simultaneously charged. , Metal oxide as catalyst (d)
May be reacted by heating at 200 to 280 ° C. for 10 to 24 hours.

【0023】なお、本発明の効果を損なわない範囲でロ
ジンエステル(A)と強化ロジンエステル(D)以外
に、C5以上の脂肪族系、芳香族系の残留オレフィン類
を重合した石油樹脂等を用いても良い。
[0023] Note that in addition to fortified rosin ester (D) rosin ester (A) within a range not to impair the effects of the present invention, C 5 or more aliphatic petroleum resin obtained by polymerizing a residual olefins aromatic like May be used.

【0024】本発明に係る乳化分散剤としては、各種低
分子量界面活性剤、高分子系乳化分散剤及びカゼイン、
ポリビニルアルコール、変性澱粉などの保護コロイド等
が使用でき、これらの単独あるいは2種以上を組合せて
使用してもよい。
Examples of the emulsifying dispersant according to the present invention include various low molecular weight surfactants, high molecular emulsifying dispersants, casein,
Protective colloids such as polyvinyl alcohol and modified starch can be used, and these may be used alone or in combination of two or more.

【0025】各種低分子量界面活性剤としては、強化ロ
ジンのアルカリ金属塩、アルキルベンゼンスルホン酸
塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸
エステル塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテルスルホコハク酸モノエス
テル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル
スルホコハク酸モノエステル塩、ポリオキシエチレンモ
ノ及びジスチリルフェニルエーテルスルホコハク酸モノ
エステル塩などのアニオン性界面活性剤、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アルキル
フェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノ及びジスチ
リルフェニルエーテル、プロピレングリコール脂肪酸エ
ステル、脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシプロピ
レンポリオキシエチレングリコール等の非イオン性界面
活性剤、更にはテトラアルキルアンモニウムクロライ
ド、トリアルキルベンジルアンモニウムクロライド、ア
ルキルアミン、モノ及びポリオキシエチレンアルキルア
ミン等のカチオン性界面活性剤を例示することができ
る。又、高分子系乳化分散剤としては、疎水基、非イオ
ン性基又はイオン性基を持つ合成高分子あるいは一般の
天然高分子系乳化分散剤が使用でき、一例を挙げればア
ニオン性あるいはカチオン性のスチレン−(メタ)アク
リル酸系共重合体の部分あるいは完全中和物、アニオン
性あるいはカチオン性の(メタ)アクリル酸エステル系
共重合体、あるいは(メタ)アクリルアミド系共重合
体、カチオン性のポリアミノポリアミド−エピクロルヒ
ドリン樹脂、ポリ(ジアリルアミン)−エピクロルヒド
リン樹脂等を例示することができる。なお、これらの高
分子系乳化分散剤は保護コロイドとして単独あるいは2
種以上を併用してもよい。
Examples of various low molecular weight surfactants include alkali metal salts of fortified rosin, alkylbenzene sulfonates, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfates, alkyl naphthalene sulfonates, and polyoxyethylene alkyl ether sulfosuccinate monoesters. , Polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfosuccinic acid monoester salts, anionic surfactants such as polyoxyethylene mono- and distyryl phenyl ether sulfosuccinic acid monoester salts, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxy Ethylene mono- and distyryl phenyl ether, propylene glycol fatty acid ester, fatty acid diethanolamide, polyoxypropylene polyoxyethylene Nonionic surface active agents such as glycol, and further can be illustrated tetraalkylammonium chlorides, trialkyl benzyl ammonium chloride, alkyl amines, cationic surfactants such as mono- and polyoxyethylene alkylamine. In addition, as the polymer emulsifying dispersant, a synthetic polymer having a hydrophobic group, a nonionic group or an ionic group or a general natural polymer emulsifying dispersant can be used. For example, an anionic or cationic emulsifying dispersant can be used. Partially or completely neutralized styrene- (meth) acrylic acid copolymer, anionic or cationic (meth) acrylic ester copolymer, or (meth) acrylamide copolymer, cationic Examples thereof include polyaminopolyamide-epichlorohydrin resin and poly (diallylamine) -epichlorohydrin resin. These polymeric emulsifying and dispersing agents may be used alone or as a protective colloid.
More than one species may be used in combination.

【0026】本発明に係る製紙用中性サイズ剤の製造法
は、特に制限されるものではないが、例えば特公昭54
−36242号公報に記載されている方法に準じて、前
記(A)と前記(B)成分との混合樹脂、又は前記
(D)成分を溶剤(例えばベンゼン、トルエン、塩化メ
チレン等)に溶かし、 前記(C)成分を添加した後、
ホモジナイザーを通して水中油型エマルジョンを製造す
る方法(溶剤法)、特開昭54−77209号公報に記
載されている方法に準じて溶融した前記(A)成分と前
記(B)成分との混合溶融樹脂、又は前記(D)成分の
溶融樹脂に前記(C)成分を添加して、油中水型エマル
ジョンを形成し、反転水を添加し水中油型エマルジョン
に相転移させる方法(転相法)、特公昭53−3238
0号公報に記載されている方法に準じて前記(A)成分
と前記(B)成分との混合樹脂、又は前記(D)成分
に、更に前記(C)成分を混合した後、高温高圧下(例
えば130〜200℃、150〜1000kg/c
2)でホモジナイザーを通して水中油型エマルジョン
を製造する方法(メカニカル法)等が用いられる。
The method for producing the neutral sizing agent for papermaking according to the present invention is not particularly limited.
According to the method described in JP-B-36242, the mixed resin of the component (A) and the component (B) or the component (D) is dissolved in a solvent (for example, benzene, toluene, methylene chloride, or the like). After adding the component (C),
A method for producing an oil-in-water emulsion through a homogenizer (solvent method), and a mixed molten resin of the component (A) and the component (B) melted according to the method described in JP-A-54-77209. Or a method of adding the component (C) to the molten resin of the component (D) to form a water-in-oil emulsion, adding inverted water to cause a phase transition to an oil-in-water emulsion (phase inversion method), Japanese Patent Publication No. 53-3238
According to the method described in Japanese Patent Application Publication No. 0, after the component (C) is further mixed with the mixed resin of the component (A) and the component (B) or the component (D), (For example, 130 to 200 ° C, 150 to 1000 kg / c
m 2 ), a method of producing an oil-in-water emulsion through a homogenizer (mechanical method) or the like is used.

【0027】本発明に係る紙のサイジング方法はpH5
〜9の抄紙領域における種々の紙や板紙の製紙工程にお
いて、例えばウェットエンド部のパルプスラリーに本発
明のロジン系エマルジョンサイズ剤を添加することによ
り実施され、パルプ絶乾重量に対して0.01〜5固形
分重量%、好ましくは0.05〜2重量%添加する。
The paper sizing method according to the present invention has a pH of 5
In the papermaking process of various papers and paperboards in the papermaking areas of Nos. To 9, the rosin-based emulsion sizing agent of the present invention is added to the pulp slurry in the wet end portion, for example, and is used in an amount of 0.01 to the absolute dry weight of the pulp. -5% by solid content, preferably 0.05-2% by weight.

【0028】定着剤としては公知のものをそのまま使用
でき、例えばカチオン化澱粉、ポリアミドポリアミン樹
脂のエピクロルヒドリン変性物、ジシアンジアミド樹脂
のエピクロルヒドリン変性物、スチレン−ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート共重合物のエピクロルヒドリン
変性物、ポリアクリルアミドのマンニッヒ変性物、アク
リルアミド−ジメチルアミノエチルメタクリレート共重
合体、ポリアクリルアミドのホフマン分解物、ジアルキ
ルジアリルアンモニウムクロライドと二酸化イオウとの
共重合体等が挙げられる。
Known fixing agents can be used as they are, for example, cationized starch, epichlorohydrin-modified polyamide polyamine resin, epichlorohydrin-modified dicyandiamide resin, epichlorohydrin-modified styrene-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, and polychlorinated polystyrene. Mannich-modified acrylamide, acrylamide-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, Hoffmann decomposed product of polyacrylamide, copolymer of dialkyldiallylammonium chloride and sulfur dioxide, and the like.

【0029】本発明に係る紙のサイジング方法において
使用し得る填料は、特に制限されず、従来公知のいずれ
をも用いることができ、更には、従来の酸性抄紙方法で
は使用し得なかった炭酸カルシウムも好適に使用できる
為、成紙価格の低減に大きく寄与し得る利点がある。
The filler that can be used in the paper sizing method according to the present invention is not particularly limited, and any known filler can be used. Further, calcium carbonate that cannot be used in the conventional acidic papermaking method can be used. Has the advantage that it can greatly contribute to the reduction of the papermaking price.

【0030】本発明に係るロジン系エマルジョンサイズ
剤は、炭酸カルシウムを含有する古紙の使用、又はクロ
ーズ化等による溶解電解質の増加、抄紙温度の上昇、高
pH等の抄紙領域において良好なサイズ効果、並びに耐
熱水性サイズ度を発現するが、これはカルボキシル基を
2個有するアルケニル置換コハク酸類(a)、ロジン類
(b)、及び多価アルコール(c)とのロジンエステル
(A)が一部ポリエステル化した構造を分子内に有して
いると推定され、更にエステル化触媒として酸化亜鉛を
使用することにより、エステル化反応時間を短縮すると
同時に、酸化亜鉛が何らかの形で反応に関与し、酸化亜
鉛を使用しないロジンエステル又はロジン類と多価アル
コールとのロジンエステルよりも分子量が大きく、結果
的にサイズ効果並びに耐熱水性サイズ度を発現するのに
最適の大きさにあることが要因と考えられる。
The rosin emulsion sizing agent according to the present invention has good sizing effect in the papermaking area such as use of waste paper containing calcium carbonate, increase in dissolved electrolyte due to closing, etc., increase in papermaking temperature, high pH, etc. Alkenyl-substituted succinic acids having two carboxyl groups (a), rosins (b), and rosin ester (A) with polyhydric alcohol (c) are partially polyester. Is presumed to have an esterified structure in the molecule, and by using zinc oxide as the esterification catalyst, the esterification reaction time is shortened, and at the same time, zinc oxide participates in the reaction in some form, and zinc oxide Has a higher molecular weight than rosin esters or rosin esters of rosins and polyhydric alcohols that do not use It is considered a factor in the optimal size to express the hot-water resistance size degree.

【0031】本発明に係るロジン系エマルジョンサイズ
剤は、上質紙、中質紙、コート紙等の印刷用紙、PPC
用紙、フォーム用紙、感熱紙、感圧紙等の情報用紙、包
装用紙、段ボール原紙、白板紙、石膏ボード用紙等の板
紙に適用できる。更にセルロース繊維の抄造のみなら
ず、セルロース繊維と鉱物繊維、例えば石綿、岩綿等や
合成繊維、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリオレ
フィン等との混合物を抄造し、紙、板紙、繊維板等を製
造する際にも有利に適応できる。
The rosin emulsion sizing agent according to the present invention can be used for printing paper such as high quality paper, medium quality paper, coated paper, PPC
It can be applied to information paper such as paper, foam paper, heat-sensitive paper, pressure-sensitive paper, packaging paper, cardboard base paper, white paperboard, and gypsum board paper. In addition to the production of cellulose fibers, when producing a mixture of cellulose fibers and mineral fibers, such as asbestos, rock wool, and synthetic fibers, such as polyamide, polyester, and polyolefin, to produce paper, paperboard, fiberboard, and the like. It can also be advantageously applied.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は次の通りで
ある。 ・アルケニル置換コハク酸類(a)の製造:オートクレ
ーブ反応器にオレフィンオリゴマーと無水マレイン酸の
所定量を仕込み、窒素気流下で、150〜250℃、1
0〜24時間反応後、減圧蒸留を行いアルケニル置換コ
ハク酸無水物を得た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention are as follows. Production of alkenyl-substituted succinic acids (a): A predetermined amount of an olefin oligomer and maleic anhydride are charged into an autoclave reactor, and heated at 150 to 250 ° C under a nitrogen stream.
After reacting for 0 to 24 hours, distillation under reduced pressure was performed to obtain an alkenyl-substituted succinic anhydride.

【0033】・ロジンエステル(A)の製造:攪拌機、
温度計、留出管、窒素導入管を付した反応器内の約18
0℃で溶融状態にあるガムロジンの所定量に酸化亜鉛の
所定量、前記アルケニル置換コハク酸無水物及びグリセ
リンの所定量を加え、窒素気流下に200〜280℃で
10〜24時間反応させロジンエステルを得た。
Production of rosin ester (A): stirrer,
About 18 in a reactor equipped with a thermometer, a distilling tube, and a nitrogen introducing tube
A predetermined amount of zinc oxide, a predetermined amount of the alkenyl-substituted succinic anhydride and a predetermined amount of glycerin are added to a predetermined amount of gum rosin in a molten state at 0 ° C., and the mixture is reacted at 200 to 280 ° C. for 10 to 24 hours under a nitrogen stream to obtain a rosin ester. I got

【0034】・強化ロジン(B)の製造:攪拌機、温度
計、窒素導入管を付した反応器内の約200℃で溶融状
態にあるガムロジンの所定量に無水マレイン酸の所定量
を徐々に加え、窒素気流下に180〜250℃で1〜5
時間付加反応させ、強化ロジン(B)を得た。
Production of fortified rosin (B): A prescribed amount of maleic anhydride is gradually added to a prescribed amount of gum rosin in a molten state at about 200 ° C. in a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen inlet tube. 1 to 5 at 180 to 250 ° C under nitrogen stream
An addition reaction was performed for a time to obtain a reinforced rosin (B).

【0035】・強化ロジンエステル(D)の製造:攪拌
機、温度計、留出管、窒素導入管を付した反応器内の約
180℃で溶融状態にあるガムロジンの所定量に酸化亜
鉛の所定量、前記アルケニル置換コハク酸無水物及びグ
リセリンの所定量を加え、窒素気流下に200〜280
℃で10〜24時間反応させ、次に無水マレイン酸の所
定量を徐々に加え180〜250℃で1〜5時間付加反
応させ、強化ロジンエステル(D)を得た。
Production of fortified rosin ester (D): a predetermined amount of zinc oxide to a predetermined amount of gum rosin in a molten state at about 180 ° C. in a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a distilling tube, and a nitrogen introducing tube. , A predetermined amount of the alkenyl-substituted succinic anhydride and glycerin are added, and the mixture is added under a nitrogen stream at 200 to 280.
C. for 10 to 24 hours, then a predetermined amount of maleic anhydride was gradually added, and addition reaction was performed at 180 to 250.degree. C. for 1 to 5 hours to obtain a reinforced rosin ester (D).

【0036】・ロジン系エマルジョンサイズ剤の製造:
ここで得たロジンエステル(A)と強化ロジン(B)の
所定量の混合樹脂、又は強化ロジンエステル(D)を約
150℃に加熱溶解し、激しく攪拌しながら、これに乳
化分散剤(C)の所定量を添加混合して油中水型エマル
ジョンとし、これに更に熱水の所定量を素早く添加して
安定な水中油型エマルジョンとした後、室温まで冷却し
てロジン系エマルジョンサイズ剤を得た。
Production of rosin emulsion sizing agent:
A predetermined amount of the mixed resin of the rosin ester (A) and the reinforced rosin (B) obtained here or the reinforced rosin ester (D) is heated and dissolved at about 150 ° C., and the emulsifying dispersant (C ) Is added and mixed to form a water-in-oil emulsion, and a predetermined amount of hot water is quickly added thereto to form a stable oil-in-water emulsion. After cooling to room temperature, a rosin emulsion sizing agent is added. Obtained.

【0037】・ロジン系エマルジョンサイズ剤の性能評
価: (1)ステキヒトサイズ度試験 濃度2.5%パルプスラリー(L−BKP,CSF38
0ml)にカチオン化澱粉を絶乾パルプに対して固形分
換算で0.5%、硫酸アルミニウムを絶乾パルプに対し
て固形分換算で0.5%、更に前記製造したロジン系エ
マルジョンサイズ剤を絶乾パルプに対して固形分換算で
0.4%、軽質炭酸カルシウムを絶乾パルプに対して固
形分換算で10%添加し、水を加えてパルプ濃度を1%
に希釈し、次いでベントナイトを絶乾パルプに対して固
形分換算で0.04%添加して、常法に従いTAPPI
スタンダードシートマシンにより抄紙した。この時パル
プスラリーのpHは8.0であった。次に3.5kg/
cm2でプレスし、ドラムドライヤー(表面温度90℃)
で1分間乾燥して手抄紙を調製した。この手抄紙は成紙
坪量60g/m2であった。こうして得た手抄紙を温度
20℃、湿度65%において24時間調湿後、各成紙の
サイズ効果をJIS P8112ステキヒト法により測
定した。
Performance evaluation of rosin-based emulsion sizing agent: (1) Stekigt sizing test 2.5% pulp slurry (L-BKP, CSF38)
0 ml), the cationized starch was 0.5% in terms of solids with respect to the absolutely dry pulp, and the aluminum sulfate was 0.5% in terms of solids with respect to the absolutely dry pulp. 0.4% in terms of solid content based on absolutely dry pulp, and 10% of light calcium carbonate as solids based on absolutely dried pulp, and water is added to reduce the pulp concentration to 1%.
And then add bentonite to the absolutely dried pulp at 0.04% in terms of solids content, and add TAPPI according to a conventional method.
Paper was made with a standard sheet machine. At this time, the pH of the pulp slurry was 8.0. Next, 3.5kg /
Press with cm 2 and drum dryer (surface temperature 90 ° C)
For 1 minute to prepare a hand-made paper. This hand-made paper had a basis weight of 60 g / m 2 . The hand-made paper thus obtained was conditioned at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% for 24 hours, and then the size effect of each paper was measured by the JIS P8112 Steicht method.

【0038】(2)耐熱水性サイズ度試験:濃度2.5
%パルプスラリー(新聞古紙/チラシ古紙=7/3、C
SF200ml)に硫酸アルミニウムを固形分換算で6
%(スラリーpH5)、4%(スラリーpH6)を添加
し、ロジン系エマルジョンサイズ剤を絶乾パルプに対し
て固形分換算で1.0%添加して充分混合し、抄紙用パ
ルプスラリーを得た。このパルプスラリーに同一pH値
の水を加えパルプ濃度1%に希釈し、スターガムKX−
12(商品名、星光化学工業(株)製:カチオン性アク
リルアミド系ポリマー、濃度10%)を絶乾パルプに対
して0.1%添加して、常法に従いTAPPIスタンダ
ードシートマシンにより抄紙し、次に3.5kg/cm2
でプレスしてドラムドライヤー(表面温度90℃)で1
分間乾燥して手抄紙を調製した。この手抄紙は成紙坪量
65g/m2であった。こうして得られた手抄紙を温度
20℃、湿度65%において24時間調湿後、各成紙を
80℃の熱水に浮かべ、その表面積の1/5が濡れるま
でに要した時間(耐熱水性サイズ度)を測定した。
(2) Hot water sizing test: concentration 2.5
% Pulp slurry (newspaper waste / leaflet wastepaper = 7/3, C
SF200ml) and aluminum sulfate 6%
% (Slurry pH 5) and 4% (slurry pH 6), and a rosin-based emulsion sizing agent was added to the absolutely dry pulp at 1.0% in terms of solid content and mixed well to obtain a pulp slurry for papermaking. . Water of the same pH value was added to this pulp slurry to dilute it to a pulp concentration of 1%.
12 (trade name, manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd .: cationic acrylamide-based polymer, concentration: 10%) was added at 0.1% to the absolutely dry pulp, and paper was made using a TAPPI standard sheet machine according to a conventional method. 3.5 kg / cm 2
And press with a drum dryer (surface temperature 90 ° C).
After drying for a minute, a hand-made paper was prepared. The handmade paper had a basis weight of 65 g / m 2 . After the hand-made paper thus obtained was conditioned at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% for 24 hours, each paper was floated on hot water of 80 ° C., and the time required until 1/5 of the surface area became wet (heat-resistant water-resistant size). Degree) was measured.

【0039】[0039]

【実施例】以下、製造例、実施例、比較例を挙げて本発
明を具体的に説明するが、本発明はこれらの各例に限定
されるものではない。尚、各例中、部及び%は特記しな
い限り全て重量基準である。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Production Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, in each example, all parts and% are based on weight unless otherwise specified.

【0040】・アルケニル置換コハク酸類(a)の製
造: [製造例a−1]オートクレーブ反応器にハイマスポリマ
ー(商品名、日本石油(株)製:プロピレンオリゴマー:
炭素数15)144部、無水マレイン酸68部を仕込
み、窒素気流下で、200℃で24時間反応後、減圧蒸
留を行い、酸価230のアルケニル置換コハク酸無水物
を得た。
Production of alkenyl-substituted succinic acids (a): [Production Example a-1] A high mass polymer (trade name, manufactured by Nippon Oil Co., Ltd .: propylene oligomer) was placed in an autoclave reactor.
After 144 parts of carbon number 15) and 68 parts of maleic anhydride were charged and reacted at 200 ° C. for 24 hours under a nitrogen stream, vacuum distillation was carried out to obtain an alkenyl-substituted succinic anhydride having an acid value of 230.

【0041】・ロジンエステル(A)の製造: [製造例A−1]攪拌器、温度計、留出管、窒素導入管を
付した反応器内の180℃で溶融状態にあるガムロジン
800部に酸化亜鉛0.01部、製造例a−1で得られ
たアルケニル置換コハク酸無水物13部、グリセリン8
6部を仕込み、窒素気流下に245〜250℃で15時
間反応させ、酸価12.9のロジンエステル(A)を得
た。その性状を表1に示す。
Production of rosin ester (A): [Production Example A-1] 800 parts of gum rosin in a molten state at 180 ° C. in a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a distilling tube, and a nitrogen introducing tube. 0.01 parts of zinc oxide, 13 parts of alkenyl-substituted succinic anhydride obtained in Production Example a-1, glycerin 8
6 parts were charged and reacted at 245 to 250 ° C. for 15 hours under a nitrogen stream to obtain a rosin ester (A) having an acid value of 12.9. The properties are shown in Table 1.

【0042】[製造例A−2〜8]製造例A−1におい
て、アルケニル置換コハク酸類(a)、ロジン類
(b)、多価アルコール(c)及び金属酸化物(d)の
仕込量と種類を表1の通りに代えた以外は、製造例A−
1と同様にして製造例A−2〜8のロジンエステルを得
た。その性状を表1に示す。
[Production Examples A-2 to 8] In Production Example A-1, the amounts of alkenyl-substituted succinic acids (a), rosins (b), polyhydric alcohols (c), and metal oxides (d) were measured. Except that the type was changed as shown in Table 1, Production Example A-
In the same manner as in Example 1, rosin esters of Production Examples A-2 to A-8 were obtained. The properties are shown in Table 1.

【0043】・比較ロジンエステル(CA)の製造: [比較製造例CA−1〜8] 製造例A−1において、アルケニル置換コハク酸類
(a)、ロジン類(b)、多価アルコール(c)及びエ
ステル化触媒の仕込量と種類を表2の通りに代えた以外
は製造例A−1と同様にして、比較製造例CA−1〜8
のロジンエステル(A)を得た。その性状を表2に示
す。
Production of Comparative Rosin Ester (CA) [Comparative Production Examples CA-1 to 8] In Production Example A-1, alkenyl-substituted succinic acids (a), rosins (b), polyhydric alcohols (c) Comparative Production Examples CA-1 to 8 in the same manner as in Production Example A-1, except that the charged amount and type of the esterification catalyst were changed as shown in Table 2.
A rosin ester (A) was obtained. The properties are shown in Table 2.

【0044】・強化ロジンエステル(D)の製造: [製造例D−1]攪拌機、温度計、留出管、窒素導入管を
付した反応器の約180℃で溶融状態にあるガムロジン
800部に酸化亜鉛0.1部、製造例a−1で得られた
アルケニル置換コハク酸類 (a)13部及びグリセリ
ン42部を加え、窒素気流下に240〜250℃で15
時間反応させ、次に無水マレイン酸80部を徐々に加え
180から250℃で3時間付加反応させ、製造例D−
1の強化ロジンエステル(D)を得た。その性状を表1
に示す。
Production of fortified rosin ester (D): [Production Example D-1] 800 parts of gum rosin in a molten state at about 180 ° C. in a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a distilling tube, and a nitrogen introducing tube. 0.1 part of zinc oxide, 13 parts of the alkenyl-substituted succinic acids (a) obtained in Production Example a-1 and 42 parts of glycerin are added, and the mixture is added at a temperature of 240 to 250 ° C. under a nitrogen stream.
After reacting for 80 hours, 80 parts of maleic anhydride was gradually added, followed by an addition reaction at 180 to 250 ° C. for 3 hours.
Thus, 1 fortified rosin ester (D) was obtained. Table 1 shows the properties.
Shown in

【0045】[製造例D−2]製造例D−1において、ア
ルケニル置換コハク酸類(a)、ロジン類(b)、多価
アルコール(c)、α,β−不飽和カルボン酸類(e)
及びエステル化触媒金属酸化物(d)の仕込み量と種類
を表1の通りに代えた以外は製造例D−1と同様にし
て、製造例D−2の強化ロジンエステル(D)を得た。
その性状を表1に示す。
[Production Example D-2] In Production Example D-1, alkenyl-substituted succinic acids (a), rosins (b), polyhydric alcohols (c), α, β-unsaturated carboxylic acids (e)
In the same manner as in Production Example D-1, except that the charged amount and the type of the esterification catalyst metal oxide (d) were changed as shown in Table 1, a reinforced rosin ester (D) of Production Example D-2 was obtained. .
The properties are shown in Table 1.

【0046】[0046]

【表1】 *α,β−UR:α,β−不飽和カルボン酸類 *MR:無水マレイン酸 *ASA:アルケニル置換コハク酸類 *ZnO:酸化亜鉛 *MgO:酸化マグネシ *CaO:酸化カルシウム *Z-100S:コロパールZ-100S(商品名);星光化学工業(株)製;アルケニル置換 無水コハク酸 ;濃度100%[Table 1] * α, β-UR: α, β-unsaturated carboxylic acids * MR: maleic anhydride * ASA: alkenyl-substituted succinic acids * ZnO: zinc oxide * MgO: magnesium oxide * CaO: calcium oxide * Z-100S: Coropearl Z -100S (trade name); manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd .; alkenyl-substituted succinic anhydride; concentration 100%

【0047】・比較強化ロジンエステル(CD)の製
造: [比較製造例CD−1]製造例D−1において、アルケニ
ル置換コハク酸類(a)、ロジン類(b)、多価アルコ
ール(c)、α,β−不飽和カルボン酸類(e)及びエ
ステル化触媒(d)の仕込量と種類を表2の通りに代え
た以外は製造例D−1と同様にして、比較製造例CD−
1の強化ロジンエステル(D)を得た。その性状を表2
に示す。
Production of Comparatively Enhanced Rosin Ester (CD) [Comparative Production Example CD-1] In Production Example D-1, alkenyl-substituted succinic acids (a), rosins (b), polyhydric alcohols (c), Comparative Production Example CD- was prepared in the same manner as in Production Example D-1, except that the charged amounts and types of the α, β-unsaturated carboxylic acids (e) and the esterification catalyst (d) were changed as shown in Table 2.
Thus, 1 fortified rosin ester (D) was obtained. Table 2 shows the properties.
Shown in

【0048】[0048]

【表2】 *α,β−UR:α,β−不飽和カルボン酸類 *MR:無水マレイン酸 *ASA:アルケニル置換コハク酸類 *CH3COONa:酢酸ナトリウム *ZnO:酸化亜鉛 *MgO:酸化マグネシウム *PTS:パラトルエンスルホン酸 *CaO:酸化カルシウム *Ca(OH)2:水酸化カルシウム *KOH:水酸化カリウム *Z-100S:コロパールZ-100S(商品名);星光化学工業(株)製;アルケニル置換 無水コハク酸 ;濃度100%[Table 2] * α, β-UR: α, β-unsaturated carboxylic acids * MR: maleic anhydride * ASA: alkenyl-substituted succinic acids * CH 3 COONa: sodium acetate * ZnO: zinc oxide * MgO: magnesium oxide * PTS: paratoluene Sulfonic acid * CaO: Calcium oxide * Ca (OH) 2 : Calcium hydroxide * KOH: Potassium hydroxide * Z-100S: Coropearl Z-100S (trade name); manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd .; Alkenyl-substituted succinic anhydride ; Concentration 100%

【0049】・強化ロジン(B)の製造: [製造例B−1]攪拌機、温度計、窒素導入管を付した反
応器内の180℃で溶融状態にあるガムロジン800部
に無水マレイン酸80部を徐々に加え、窒素気流下に2
00℃で5時間付加反応させ、酸価230の強化ロジン
(B)を得た。
Production of fortified rosin (B): [Production Example B-1] 800 parts of gum rosin in a molten state at 180 ° C. in a reactor equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen inlet tube, and 80 parts of maleic anhydride Slowly and add 2 under a stream of nitrogen.
An addition reaction was performed at 00 ° C. for 5 hours to obtain a reinforced rosin (B) having an acid value of 230.

【0050】[製造例B−2]製造例B−1において無水
マレイン酸100部を用いた以外は、製造例B−1と同
様にして、酸価242の強化ロジン(B)を得た。
[Production Example B-2] A reinforced rosin (B) having an acid value of 242 was obtained in the same manner as in Production Example B-1, except that 100 parts of maleic anhydride was used.

【0051】・ロジン系エマルジョンサイズ剤の製造: [実施例1]製造例A−1のロジンエステル(A)30部
と製造例B−1の強化ロジン(B)70部の混合樹脂を
約150℃に加熱溶融し、激しく攪拌しながら、乳化分
散剤RX−1 (商品名、星光化学工業(株)製:アニオン
性スチレンアクリル系共重合体:濃度20%)45部を
添加混合して油中水型エマルジョンとし、これに更に熱
水93部を素早く添加して安定な水中油型エマルジョン
とした後、室温まで冷却してロジン系エマルジョンサイ
ズ剤を得た。その性状を表3に示す。
Production of rosin emulsion sizing agent: [Example 1] A mixed resin of 30 parts of rosin ester (A) of Production Example A-1 and 70 parts of reinforced rosin (B) of Production Example B-1 was mixed for about 150 hours. The mixture was heated and melted at 0 ° C. and mixed vigorously with 45 parts of an emulsifying dispersant RX-1 (trade name, manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd .: anionic styrene acrylic copolymer: concentration: 20%), and mixed. A water-in-water emulsion was obtained, and 93 parts of hot water were quickly added thereto to form a stable oil-in-water emulsion, and then cooled to room temperature to obtain a rosin-based emulsion sizing agent. The properties are shown in Table 3.

【0052】[実施例2〜10]実施例1におけるロジン
エステル(A)と強化ロジン(B)または強化ロジンエ
ステル(D)及び乳化分散剤(C)の配合割合と種類
を、表3の通りに代えた以外は、実施例1と同様にし
て、実施例2〜10のロジン系エマルジョンサイズ剤を
得た。その性状を表3に示す。
[Examples 2 to 10] Table 3 shows the compounding ratios and types of the rosin ester (A) and the reinforced rosin (B) or the reinforced rosin ester (D) and the emulsifying dispersant (C) in Example 1. Rosin emulsion sizing agents of Examples 2 to 10 were obtained in the same manner as in Example 1 except that The properties are shown in Table 3.

【0053】[0053]

【表3】 *RX−1:(商品名、星光化学工業(株)製:乳化分散剤
(C);アニオン性スチレンアクリル系共重合体:濃度
20%)
[Table 3] * RX-1: (trade name, manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd .: emulsifying dispersant (C); anionic styrene acrylic copolymer: concentration 20%)

【0054】・比較ロジン系エマルジョンサイズ剤の製
造: [比較例1〜9]実施例1において分散剤樹脂組成物の仕
込量と種類を表4に示す通り変更した以外は実施例1と
同様の方法で乳化分散を行い、各々のロジン系エマルジ
ョンサイズ剤を得た。その性状を表4に示す。
Production of comparative rosin-based emulsion sizing agent: [Comparative Examples 1 to 9] Same as Example 1 except that the amount and type of the dispersant resin composition used in Example 1 were changed as shown in Table 4. Emulsification and dispersion were carried out by the method to obtain each rosin-based emulsion sizing agent. Table 4 shows the properties.

【0055】[0055]

【表4】 *RX−1:(商品名、星光化学工業(株)製:乳化分散剤
(C);アニオン性スチレンアクリル系共重合体:濃度
20%) *参考例:コロパールS−80(商品名、星光化学工業
(株)製 ケン化型ロジンサイズ剤:濃度50%)
[Table 4] * RX-1: (trade name, manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd .: emulsifying dispersant (C); anionic styrene acrylic copolymer: concentration 20%) * Reference example: Coropearl S-80 (trade name, starlight (Saponified rosin sizing agent manufactured by Chemical Industry Co., Ltd .: 50% concentration)

【0056】[ロジン系エマルジョンサイズ剤の性能評
価]前記実施例1〜10及び比較例1〜9に示すロジン系
エマルジョンサイズ剤のサイズ効果並びに耐熱水性サイ
ズ度を前記実施の態様に準じて測定し性能評価を行っ
た。その効果を表5に示す。
[Evaluation of Performance of Rosin Emulsion Sizing Agent] The size effect and hot water sizing degree of the rosin emulsion sizing agents shown in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 9 were measured in accordance with the above embodiment. Performance evaluation was performed. Table 5 shows the effect.

【0057】[0057]

【表5】 [Table 5]

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明のロジン系エマルジョンサイズ剤
は、実施例に示した通り、エステル化触媒として金属酸
化物を用いて得られたロジンエステルと強化ロジンの混
合樹脂、又は強化ロジンエステルからなるロジン系エマ
ルジョンサイズ剤及びそれを用いる紙のサイジング方法
であり、エステル化触媒として金属酸化物を用いること
により少量で反応時間を大幅に短縮でき、生産コストが
低く押さえられると共にpH5〜9の広い領域、特に高
pHの抄紙領域においてもサイズ性能の低下が無く、良
好なサイズ効果、耐熱水性サイズ度を発現するものであ
る。
As described in Examples, the rosin emulsion sizing agent of the present invention comprises a mixed resin of rosin ester and reinforced rosin obtained by using a metal oxide as an esterification catalyst, or reinforced rosin ester. A rosin-based emulsion sizing agent and a paper sizing method using the same. The use of a metal oxide as an esterification catalyst can greatly reduce the reaction time in a small amount, keep production costs low, and have a wide pH 5 to 9 range. In particular, even in a high pH papermaking region, there is no decrease in sizing performance, and a good sizing effect and hot water sizing degree are exhibited.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルケニル置換コハク酸類(a)、ロジン
類(b)及び多価アルコール(c)を触媒としての金属
酸化物(d)の存在下に加熱反応させて得られるロジン
エステル(A)と強化ロジン(B)との混合樹脂を乳化
分散剤(C)を用いて水に分散せしめたことを特徴とす
るロジン系エマルジョンサイズ剤。
1. A rosin ester (A) obtained by heating and reacting an alkenyl-substituted succinic acid (a), a rosin (b) and a polyhydric alcohol (c) in the presence of a metal oxide (d) as a catalyst. A rosin-based emulsion sizing agent characterized in that a mixed resin of rosin and reinforced rosin (B) is dispersed in water using an emulsifying dispersant (C).
【請求項2】アルケニル置換コハク酸類(a)、ロジン
類(b)、多価アルコール(c)及びα,β−不飽和カ
ルボン酸類(e)を触媒としての金属酸化物(d)の存
在下に加熱反応させて得られる強化ロジンエステル
(D)を乳化分散剤(C)を用いて水に分散せしめたこ
とを特徴とするロジン系エマルジョンサイズ剤。
2. In the presence of a metal oxide (d) catalyzed by alkenyl-substituted succinic acids (a), rosins (b), polyhydric alcohols (c) and α, β-unsaturated carboxylic acids (e). A rosin-based emulsion sizing agent obtained by dispersing a strengthened rosin ester (D) obtained by heat-reacting in water using an emulsifying dispersant (C) in water.
【請求項3】触媒としての金属酸化物(d)をロジン類
(b)に対して0.001〜0.5重量%用いることを
特徴とする請求項1又は2記載のロジン系エマルジョン
サイズ剤。
3. The rosin emulsion sizing agent according to claim 1, wherein the metal oxide (d) as a catalyst is used in an amount of 0.001 to 0.5% by weight based on the rosin (b). .
【請求項4】触媒としての金属酸化物(d)が酸化亜鉛
である請求項1〜3のいずれかに記載のロジン系エマル
ジョンサイズ剤。
4. The rosin emulsion sizing agent according to claim 1, wherein the metal oxide (d) as a catalyst is zinc oxide.
【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載のロジン系
エマルジョンサイズ剤をパルプスラリーに添加し抄紙す
ることを特徴とする紙のサイジング方法。
5. A paper sizing method comprising adding the rosin emulsion sizing agent according to any one of claims 1 to 4 to a pulp slurry for papermaking.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102875738A (en) * 2012-10-20 2013-01-16 岑溪市林化工业有限公司 Preparation method of rosin-type mixed alcohol 191 resin

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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