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JPH06299495A - サイズ剤組成物 - Google Patents

サイズ剤組成物

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Publication number
JPH06299495A
JPH06299495A JP5079651A JP7965193A JPH06299495A JP H06299495 A JPH06299495 A JP H06299495A JP 5079651 A JP5079651 A JP 5079651A JP 7965193 A JP7965193 A JP 7965193A JP H06299495 A JPH06299495 A JP H06299495A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sizing
ketene dimer
caustic
positive
aquasol
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
JP5079651A
Other languages
English (en)
Inventor
Sunil P Dasgupta
サニル・プリヤ・ダスグプタ
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.)
Hercules LLC
Original Assignee
Hercules LLC
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 Hercules LLC filed Critical Hercules LLC
Publication of JPH06299495A publication Critical patent/JPH06299495A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/17—Ketenes, e.g. ketene dimers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/68—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16—Sizing or water-repelling agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】所望のレベルのサイジングを達成しつつ、ＣＯ
Ｆを増加させることができる組成物の提供。 【構成】ケテンダイマーサイズ剤を含む紙用のサイズ剤
組成物であって、正苛電のコロイダルシリカ、正苛電の
コロイダルアルミナ、または正苛電のコロイダルジルコ
ニアの安定アクアゾルであり、さらにケテンダイマーを
含むことを特徴とする組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、アルカリ性抄紙条件下における
ケテンダイマーでの紙のサイジングに関する。
【０００２】ケテンダイマーの抄紙工程におけるサイジ
ング剤としての使用は、一般にアルカリ性ｐＨ条件で公
知である。ケテンダイマーはセルロースと共有結合を形
成し、適当な配向を与え、疎水性鎖のアンカー効果を発
現することによりサイズ機能を発揮する。ケテンダイマ
ー類とその加水分解生成物（ステアロン：ｓｔｅａｒｏ
ｎｅｓ）はワックス状の固体であり、紙表面の摩擦係数
（ＣＯＦ）を低下させることができる。それにより潤滑
性が付与され、特に高レベル（０．１５重量％以上）で
内部添加された場合、または表面サイズ剤として使用さ
れた場合には大きく付与される。
【０００３】減少されたＣＯＦは紙のハンドリングとコ
ンバーティング、ペーパーロールのテレスコーピングの
問題、平らにされ積み重ねられた厚紙箱の滑りの一因と
なる。低いＣＯＦは証書（ｂｏｎｄ）や複写用グレード
のような上質紙グレードにおける潜在的なコンバージョ
ンの問題をも引き起こす。
【０００４】アルキルケテンダイマーでサイジングされ
た紙のＣＯＦをコントロールするために、従来よりコロ
イダルシリカ溶液が製造工程の最終段階において紙シー
トまたは箱の表面に直接施されていた。これは紙製造工
程において余分な工程を必要とし、生産性を低下させ、
コストを増加させる。
【０００５】Ｃ．Ａ．Ｗｅｉｓｇｅｒｂｅｒの米国特許
第２，８６５，７４３号は、微粉砕されたアモルファス
シリカを含むキャリア上にケテンダイマーを分散させ、
ケテンダイマーで被覆され、または表面に沈積させた、
吸油量の大きなシリカ粒子の流動性粉末を形成し、内部
サンジングを行う方法を開示する。この特許は粉末が容
易に分散可能であり、分散剤が不要であるむねを述べて
いる。
【０００６】Ｃ．Ａ．Ｗｅｉｓｇｅｒｂｅｒの英国特許
８０４，５０４号は紙のサイジング方法であって活性白
土およびケテンダイマー、無水物、または有機イソシア
ネートのようなセルロースの水酸基と化学的に反応可能
なサイジング剤を添加する方法を開示する。
【０００７】本発明は、ケテンダイマーサイズ剤を含む
紙用のサイズ剤組成物であって、正苛電のコロイダルシ
リカ、正苛電のコロイダルアルミナ、または正苛電のコ
ロイダルジルコニアの安定アクアゾル（ａｑｕａｓｏ
ｌ）であり、さらにケテンダイマーを含むことを特徴と
する組成物を提供する。
【０００８】本発明はさらに、繊維をケテンダイマーサ
イズ剤で処理する工程を含むシート化されたセルロース
繊維の紙製品をサイジングする方法であって、繊維がケ
テンダイマーサイズ剤、および正苛電のコロイダルシリ
カ、正苛電のコロイダルアルミナ、または正苛電のコロ
イダルジルコニアを含む安定アクアゾルである方法を提
供する。
【０００９】本発明に係る組成物は、従来と同様、最終
紙製品に内部添加することができ、または表面サイズ剤
として塗布することができ、それにより所望のレベルの
サイジングを達成しつつ、ＣＯＦを増加させることがで
きる。
【００１０】本発明はさらに本発明に係る組成物で、ま
たは本発明に係る方法で処理された、シート化されたセ
ルロース繊維を含む紙製品を提供する。
【００１１】コロイド状のシリカ、アルミナ、およびジ
ルコニアの安定なカチオン性アクアゾルは公知であり、
たとえば米国特許第３，００７，８７８、３，６２０，
９７８、３，７１９，６０７、３，７５４，１２６、お
よび３，９５６，１７１号に開示されている。典型的に
はそのようなゾルはコロイド状の、高密度の、微粉砕さ
れた粒子、たとえば約２０−６００平方メートル／ｇの
表面積と約５−１５０ミクロンの直径を有するシリカ、
を含む。それらは一般には、少量のたとえば水酸化ナト
リウムのようなアルカリにより安定化される。典型的に
知られるアクアゾルは高密度シリカのコアを有し、アル
ミニウムのような多価金属の水酸化物または酸化物とニ
トレートイオンのようなアニオン性カウンターイオンで
被覆された、正苛電粒子を含む。好ましいカチオン性シ
リカ分散液はＮａｌｃｏケミカル社よりＮＡＬＣＯー１
ＳＪ６１２として、またはＥ．Ｉ．デュポン デ ネム
ラス株式会社よりＬＵＤＯＸ ＣＬとして販売されてい
るものである。本発明に係る組成物および方法に適当に
使用されるコロイダルジルコニウムの安定化アクアゾル
としては、ニトレート安定化ジルコニアである、Ｎａｙ
ｃｏｌプロダクツ株式会社のＮＹＡＣＯＬ Ｚｒ−５０
−２０またはＺｒ−１００−２０である。適当なコロイ
ダルアルミナの安定化アクアゾルはＮａｙｃｏｌプロダ
クツ株式会社のＮＹＡＣＯＬ Ａｌー２０である。
【００１２】本発明で有用なケテンダイマーサイズ剤は
公知のセルロース反応性サイズ剤物質である。それらに
はカチオン性、アニオン性、および非イオン性材料、た
とえばアルキル（Ｃ11-22を含む）およびシクロアルキ
ルケテンダイマー類、アリールおよびアラルキルケテン
ダイマーおよびそれらの混合物が含まれる。本発明には
公知の安定剤、たとえばカチオン性澱粉、およびカチオ
ン性ポリマーおよび他のケテンダイマーサイズ剤と併用
される助剤が使用できる。典型的なケテンダイマーサイ
ズ剤、安定剤、および助剤はたとえば米国特許第４，２
４０，９３５、４，５２２，６８６、４，８６１，３７
６、４，９１９，７２４、および４，９２７，４９６号
等多くの米国特許に開示されている。
【００１３】本発明において紙に施されるケテンダイマ
ーサイズ剤の量はサイジングされる紙またはパルプの種
類、使用されるケテンダイマーサイズ剤の種類、および
所望のサイジングの程度に応じて変化する。内部サイズ
剤として、あるいは表面サイズ剤として好ましく使用さ
れる、ケテンダイマーの量は繊維の乾燥重量に基づいて
約０．０１から約１．０重量％、好ましくは約０．０５
から約０．２重量％である。
【００１４】ケテンダイマーサイズ剤を含むゾルの安定
性の基準は、３２℃で４週間保存後、材料の粘度が１０
０ｃｐｓ以下であることである。
【００１５】使用されるシリカの量は、使用されるケテ
ンダイマーの量に応じて変化する。好ましくはケテンダ
イマー１００部に対して粒状シリカ３３部以下である。
【００１６】安定性を高めるために、任意に、みょうば
んをアクアゾルに含むことができ、これはシリカ含量の
多い時に好ましい。みょうばんの量は好ましくは組成物
の０．１から２．５重量％の範囲で変化させることがで
きる。みょうばんの代りに、ポリ塩化アルミニウムを同
量使用できる。負に苛電したコロイダルシリカの分散
液、たとえばデュポン社のＬＵＤＯＸ ＨＳー３０およ
びＨＳ−４０、をアクアゾルに添加することもできる。
ただし、充分な量のカチオン性材料を使用し、全体の苛
電が正となることが必要である。
【００１７】以下の実施例において、すべての部とパー
セントは特記のない限り重量基準である。
【００１８】実施例１−３ 材料は以下の手順で調整された。
【００１９】９２．１７部の水、灰分３−６％、最大湿
分１２％、ｐＨ３．５−５．５、最大１０％の一般的な
澱粉、最大２．５％のアミロース、最大５％のエオシン
ステイン（ｅｏｓｉｎ ｓｔａｉｎ）、最低１．５％の
プロテイン、最低０．２４％の窒素を含み、４５−６０
の粘度（コールドフンネル比（ｃｏｌｄ ｆｕｎｎｅｌ
ｒａｔｉｏ）１−２．５、１９０／７５℃）のカチオ
ン性澱粉（Ａｍｅｒｉｃａｎ ＭａｉｚｅーＰｒｏｄｕ
ｃｔｓ社からのＡＭＡＩＺＯ２１８７）を１．５部、お
よび硫酸リグニンナトリウム分散剤（Ｌｉｎｇｏ Ｔｅ
ｃｈ社からのＬＩＧＮＩＳＯＬ ＸＤ）の混合物を約９
５℃で約３０分、中性で加熱された。蒸発した水分が補
充され、約６５℃に冷却された。混合物にヘキサデシル
ーヘキサデカニルーケテンダイマーサイズ剤の混合物６
部、および０．０６部の殺菌剤（Ｓｔａｕｆｆｅｒ ケ
ミカル社のＢｉｏｃｉｄｅ Ｎ５２１）が加えられ、均
一になるまで混合された。上記ヘキサデシルーヘキサデ
カニルーケテンダイマーサイズ剤の混合物は、４５％の
ステアリン酸と５５％のパルミチン酸から対応するステ
アリン酸とパルミチン酸の酸塩化物を合成し、この酸塩
化物を３級アミンと反応させて得られた。得られたプレ
ミックスは６５℃で約２１１ｋｇ／ｃｍ2でホモジナイ
ズされ、冷水浴中で約２１℃に冷却された。みょうばん
０．０２部がその後添加された。上記のサイズ剤はＨｅ
ｒｃｕｌｅｓ株式会社よりＡｑｕａｐｅｌ ３６０ＸＣ
の商標名で市販されている（米国特許第４，９２７，４
９６号）。
【００２０】混合物は約２５℃の室温のコンテナ中で撹
拌下に貯蔵され、徐々にカチオン性シリカゾル分散液が
添加された。カチオン性シリカゾルの種類および量、粘
度の経時変化を表１に示す。
【００２１】 表１ 実験 シリカゾル種 添加量1) ブルックフィールド粘度（ｃｐｓ） 番号 調整時 ４週間後 １ ＃１2) ９．０ ５ ６ ２ ＃１ ３６ ８３ ５５ ３ ＃２3) ９ １０ １２ 注）１：ケテンダイマーサイズ剤の重量に基づくゾルの
量、％ ２：Ｎａｌｃｏケミカル社よりＮＡＬＣＯー１ＳＪ６１
２として市販されるカチオン性シリカ分散液 ３：Ｅ．Ｉ．デュポン デ ネムラス株式会社よりＬＵ
ＤＯＸ ＣＬとして市販されるカチオン性シリカ分散液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ２１Ｈ 17/63

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ケテンダイマーサイズ剤を含む紙用のサ
    イズ剤組成物であって、正苛電のコロイダルシリカ、正
    苛電のコロイダルアルミナ、または正苛電のコロイダル
    ジルコニアの安定アクアゾルであり、さらにケテンダイ
    マーを含むことを特徴とする組成物。
  2. 【請求項２】 高密度に細かく分散された、約２０−６
    ００平方メートル／ｇの表面積と約５−１５０ミクロン
    の直径を有するシリカ、アルミナ、またはジルコニア粒
    子の安定アクアゾルである、請求項１記載のケテンダイ
    マーサイズ剤を含む紙用のサイズ剤組成物。
  3. 【請求項３】 細かく分散された粒子がアルカリで安定
    化されている、請求項１または２記載のケテンダイマー
    サイズ剤を含む紙用のサイズ剤組成物。
  4. 【請求項４】 細かく分散された粒子が多価金属の酸化
    物とアニオン性のカウンターイオンで被覆されている、
    請求項１から３のいずれか１項記載のケテンダイマーサ
    イズ剤を含む紙用のサイズ剤組成物。
  5. 【請求項５】 繊維をケテンダイマーサイズ剤で処理す
    る工程を含むシート化されたセルロース繊維の紙製品を
    サイジングする方法であって、繊維が内部から、または
    外部から、正苛電のコロイダルシリカ、正苛電のコロイ
    ダルアルミナ、または正苛電のコロイダルジルコニアの
    安定アクアゾルであり、さらにケテンダイマーを含むア
    クアゾルで処理されることを特徴とする前記方法。
  6. 【請求項６】 アクアゾルが多価金属の酸化物とアニオ
    ン性のカウンターイオンである、請求項５記載のシート
    化されたセルロース繊維の紙製品をサイジングする方
    法。
  7. 【請求項７】 アクアゾルがさらにみょうばんを含むこ
    とを特徴とする、請求項６記載のシート化されたセルロ
    ース繊維の紙製品をサイジングする方法。
  8. 【請求項８】 請求項１から４のいずれかに記載避けた
    組成物で、または請求項５から７のいずれかに記載され
    た方法で処理された、シート化されたセルロース繊維を
    含む紙製品。
JP5079651A 1992-04-06 1993-04-06 サイズ剤組成物 Pending JPH06299495A (ja)

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US864096 1986-05-16
US86409692A 1992-04-06 1992-04-06

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