JPH026680A - 紙のサイジングを改良する方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、紙サイジング方法に関するものであり、より
詳しくは、比較的高いｐＨ値でロジンを基材とするサイ
ズ剤組成物を用いる紙のサイジングに関するものである
。本発明は、また、かかる方法を実施するのに用いられ
るサイズ剤組成物それ自身及びその結果としてサイジン
グされた紙製品に関するものである。

［従来の技術］ ロジンをエマルジョン化された形で又は石鹸の形て用い
る通常の紙サイジング法は、ロジンを基材とするサイズ
剤組成物及びアルミニウム塩を、抄紙機のウェットエン
ドの１個又は２個以上の選ばれた点に別々に添加するこ
とを必要とする。この方法は、一般的に４から６の範囲
にあるｐＨ値では十分満足に働く。ｐＨが約６よりかな
りの程度高いとき、例えば胡粉が紙パルプに加えられる
場合には、この方法によるサイジングは不安定になり、
制御するのが非常に困難となる。これらの困難を考慮し
て、通常の４ないし６の範囲を越えるｐＨ値を用いてサ
イジングされた紙を作り、或いは既に作られた紙を表面
サイジング処理しようと試みるときには、アルキルケラ
ンダイマーを基材とするサイズ剤のようなロジン不含の
サイズ剤の使用に頼るのが通例である。

一般に、中性又はアルカリ性のｐＨ値でサイジングする
、或いは特定のアルミニウム塩（例えばポリ塩化アルミ
ニウム）をツウ−ショット方式（ｔｕ＋ｏ　−ｓｌ＋ｏ
ｔ　ｍｏｄｅ）て胡粉の存在化で使用する試みは非常に
悪い結果しが与えなかった。

ワンショット方式（ｏｎｅ　−５ｈｏｔ　＋ｎｏｄｅ）
の操作が用いられるならば、即ち、製紙機に添加するが
なり前に作られた、ロジンとアルミニウム塩のプレミッ
クスを使用するとすれば、アルカリ雰囲気でのサイジン
グ制御は再び間断的にしが行えないことはまた知られて
いる。これらの困難を回避するように操作される、この
ようなワンショット方式が、例えば我々の出Ｈ（欧州特
許公開第０２９３１１９号）及び米国特許第４，３３３
，７９５号に開示されている。

［課題を解決するための手段］ ロジンを基材とするサイズ剤とアルミニウム塩とのプレ
ミックスが、抄紙機への添加直前にライン内で作られれ
ば、原料が胡粉を含むが又はそうでなくとも、中性がア
ルカリｐＨ値であるときにも、より改善された且つより
制御されたサイジングが、ロジンを用いて得られること
が見出だされたのは驚くべきことである。それ故、本発
明は、ロジンとアルミニウム塩とのプレミックスが、そ
れが実際に使われるとき又はその直前に作られれば、そ
の使用前にかなりの時間を要する公知の方法に比較して
、挙動に違いがあるという予期されない発見に基づくも
のである。

それ故、本発明の一面によれば、紙が胡粉を含む、又は
そうでなければ中性かアルカリ性、それ故高いｐＨ値を
有するバルブ系から作られる紙サイジング法が提供され
、その方法においては、ロジンを基材とするサイズ剤と
アルミニウム化合物を含む、前混合された組成物が用い
られ、或いはロジンを基材とするサイズ剤組成物とアル
ミニウム化合物が、別々か同時に加えられ、並びに抄紙
機のウェットエンドの適当な点で丁度添加前に前混合さ
れる。

本発明の他の面によれば、ロジンを基材とするサイズ剤
及びアルミニウム化合物から成る、前混合された紙サイ
ズ剤組成物であって、そのまま、或いはその配合後直ち
に使用するのに適当であるものが提供される。本発明の
提案されたワンショットの紙サイズ剤組成物の、とりわ
け随意ではあるが好ましい特徴は、アルミニウム塩の通
常の量より高いもの、ロジンを基材とするサイズ剤の通
常の量より高いもの、或いは少なくとも１種の多価電解
質を含む組成物との併用を含むものである。

本発明の方法及び組成物のそれ以上の好ましい特徴によ
れば、この方法を実施するのに用いられ且つ従ってワン
ショット組成物において存在する、アルミニウム化合物
に対するロジンサイズ剤の重量比は、乾燥基準で、１：
０．０１−５の割合にある。

本発明のそれ以上の好ましい特徴によれば、本発明の方
法の実施において、抄紙機のウェットエンドに操作中又
はワンショットのプレミックスとして加えられる成分は
少なくとも１種の尿素を基材とする増量剤を含む。

紙の原料サイジングの他に、本発明によれは、別の面は
、前混合された組成物の使用及び既に製造された紙の表
面サイジングにおいて、ロジンを基材とするサイズ剤組
成物がその工程迄の製造に用いられているが否かを問わ
ず、上に述べられた種類の方法から成る。本発明のそれ
以上の面は、本発明による方法により作られた或いは本
発明による紙サイズ剤組成物を用いて作られた、何らか
の紙又は紙状製品から成る。

本発明の好ましい態様によれば、本発明を実施するのに
用いられる、前混合されたロジンを基材とするサイズ剤
組成物は、ロジン及びアルミニウム化合物の他に、紙を
製造するのに有用な、例えばロジンを基材とする成分自
身のサイジング機能を最適化するための、１種又は２種
以上の他の添加剤を含んでもよい。かかる、付加的且つ
任意の添加剤は、カチオン性及びアニオン性の多価電解
質及びカチオン性の澱粉も含む。例えば、プレミックス
は１種又は２種以上のカチオン性及びアニオン性のポリ
アクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリジアルキル
ジメチルアンモニウムクロライド　（ＤＡＤＭ＾Ｃ）又
はポリアミド／エピクロロヒドリン縮合物、並びにジシ
アンジアミド／ホルムアルデヒド縮合生成物を含み得る
。

本発明のそれ以上の面によれば、化学会社により製造さ
れて供給される製品の形で、商業的に入手し得るような
前混合されたワンショットのサイズ剤組成物は、特に中
性又はアルカリ性の雰囲気て用いるのが難しいという事
実にも拘わらず、本発明の別の面によれば、所望により
、更にアルミニウム塩及び／又はポリマーを添加して、
上述されたライン内の混合寸法について、かかるワンシ
ョット製品を用いて従来可能であったよりも、より制御
し易い且つ能率的にする本発明の原理により、かかる前
混合された市販品が使用出来るように変更することが可
能である。

実際の条件で本発明の方法を実施するためには、サイジ
ング効率の最適化と共に、紙繊維中の分散に影響するア
ルミニウム塩及びロジンサイズ剤の分散の分散度を制御
するような、成る型の混合装置を用いることが必要であ
る。

混合装置は、抄紙機のウェットエンドに適当に接合して
おり、それを適切に用いると、分散がパルプ中の繊維の
凝集の程度を制御するのを助ける。

本発明を実施する際、アルミニウム化合物と共にプレミ
ックスへ配合することにより用いられる０ジンを基材と
するサイズ剤成分は、安定なエマルジョンの形に変換す
る前に、ロジン又はロジン変性品を基材とするものであ
る。それ故、この目的のために、ガムロジン、ホルムア
ルデヒド処理されたガムロジン若しくはトール油ロジン
、フマール酸処理されたガムロジン若しくはトール油ロ
ジン、不均化ロジン、無水マレイン酸処理されたガムロ
ジン若しくは１・−ル油ロジン又は前述された種類の化
合物のような未処理若しくは処理されなロジンの何れか
の組合せを用い得る。その上、前述した形のロジンの何
れかと直鎖又は多価のアルコールを用いて生成されたエ
ステル又は部分エステルも用い得る。第三の可能性は、
不均化されなロジン及びトール油ロジンを含む前述の未
処理又は処理された形のロジンの何れかと前記のエステ
ル又は部分エステルの１種又は２種以上との何れか適当
な混合物を用いることである。

本発明のそれ以上の面として、ロジン自身又は化学的に
変性されたロジン化合物以外の樹脂状物質を用いること
も可能である。例えば、炭化水素樹脂、芳香族及び脂肪
族の種類の両方共、本−発明の紙を製造する方法を実施
するために、適当に配合されるとき使用することが出来
る。

パラフィンワックス及びミクロクリスタリンワックスは
、前述のロジン又はサイズ剤組成物のロジンを基材とす
るタイプの何れかと共に用いられる。可能なワックスの
１つ又は他の特別な使用は、最終の紙製品に要求される
性質に大いに依存する。

更に前述の物質の１種又は２種以上から誘導される、何
れか適当なロジンを基材とするサイズ剤エマルジョンは
、１種又は２種以上の増量剤と合体してもよい。例とし
て、尿素を基材とする増量剤がこの目的に用いられる。

かかる増量剤は米国特許第４，０２２，６３４号、第４
，０９３，７７９号、第４．１４１，７５０号、４，０
２５，３５４号、第４，４３７，８９４号及び第４，６
０５，４４５号に開示されている。何れかの適当なロジ
ンエマルジョンは、アルミニウム化合物との前混合の前
かそれに続き、アルキルケテンダイマーのエマルジョン
で増量されてもよい。アルキルケテンダイマーのエマル
ジョンは、カチオン性澱粉又はカチオン性若しくはアニ
オン性ポリマーで安定化される。

本発明の他の面によれば、本発明のワンショットプレミ
ックスに包含される又はさもなければ本発明による紙サ
イジング法を実施するのに用いられるアルミニウム化合
物はポリ塩化アルミニウム、アルミニウムクロロハイド
レート、硫酸アルミニウム（製紙メーカーアラム）及び
前記の２種又はそれ以上の何れか混合物から選ばれる。

本発明を実施に移す際には、紙サイズ剤組成物に、それ
がワンショットの形で用いられるときには、１種又は２
種以上の界面活性剤の形を取る少なくとも１種の安定剤
を包含することが望ましい。

アニオン性、ノニオン性、カチオン性又は両性であり得
るかかる物質の性質に関しては、非常に広い範囲の可能
性が利用出来る。

一つの特別な種類の安定化されたエマルジョンは、本質
的にロジン石鹸と保護コロイドから成る。

ロジンを基材とする成分、即ち、ロジン石鹸は、ロジン
又は変性ロジンのアミン塩、例えばモノジー又はトリエ
タノールアミンを用いて生成したアミン塩に加えて、ロ
ジン又は変性ロジンのナトリウム、カリウム又はアンモ
ニウム石鹸であり得る。これらの安定剤は、別々に添加
することも出来るし、又ロジンを基材とするエマルジョ
ン組成物を調製するときに、その中で生成させることも
出来る。最終製品を安定化させるのに用いることの出来
るコロイドは、カゼイン、澱粉、大豆蛋白及びセルロー
ス誘導体、前者は最も好ましいものであるが、並びに、
ポリビニルピロリドン又はポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）のような、成る種のポリマーを含む。安定化エマル
ジョンの好ましい形態は、ロジン又はロジン誘導体のカ
リ又はナトリウム石鹸と、安定化コロイドとしてのカゼ
インとから本質的になる。

本発明のそれ以上の特徴によれば、本発明の組成物を配
合するのに用いることの出来る界面活性剤は次のものを
含む： （ｉ）　　次の一般式を有するスルホン酸塩：式中、Ｒ
′は炭素数４−１８の炭化水素残基を表わし、１ｎは１
又は２の整数で、ｎは４ないし２５の整数で、Ｘは水素
原子又は水酸基を表わし且つＭは一価のカチオンを表わ
す。

（ｉｉ）　　次の一般式を有する硫酸の半エステル塩：
［Ｒ２−◎　−八］２−　　−　〇（Ｃ２＋（４０）Ｉ
ＩＳＯ３Ｑ式中、Ｒ２は水素原子又は１から４の炭素数
を有するアルキル基を表わし、Ａは２又は３の直鎖又は
分岐鎖のアルキレン基を表わし、ｐは４ないし２５の整
数で且つＱは一価のカチオンで、米国特許第４，３０９
，３８８号に記載された全てのこれらの化合物を含む。

（ｉｉｉ）　　アルカリ置換基が８から２４の炭素原子
から成り、米国特許第４，１５７，９８２号に記載され
た全てのこれらの化合物を含む、アルキルベンゼンスル
ホン酸塩。

（ｉｖ）　　次式を有する強化ロジンのスルホコハク酸
半エステル： Ｈ（３−ｍ）　、Ｒｏ［（ＣＨ２ＣＨ２０）ｎ−ＯＣ，
Ｃ２Ｈ５ＳＯ３Ｎａ　、　−ＣＯＯＮａ］ｍ式中、Ｒは
強化ロジン酸のトリカルギン酸エステル基、川は１．５
ないし３の平均値を有し且つｎは４から２５の平均値を
有し、欧州特許公開第１５９７９４号に記載されたもの
を全て含む。

（ｖ）　　次式の一方か他方を有する化合物：及び 式中、Ｒは炭素数４から１８のアルキル基を表わし、且
つＲ′は４から１８の炭素原子から成るアルキル又はア
ルケニル基を表わし且つｎは４ないし２５の整数で、米
国特許第４，１９９，３６７号に記載されているものを
全て含む。

（ｖｉ）　　次式を有する酸化エチレン縮合物のスルホ
コハク酸塩： 式中、Ｒは炭素数４から１８のアルキル基を表わし且つ
ｎは４から２５の整数で、米国特許第４．２０３，７７
６号に記載された全てのこれらの化合物を含む。

（ｖｉｉ）　　次式の一方か他方を有する有機燐酸エス
テル： 及び 及びこれらの混合物 式中、Ｒは炭素数５から２０のアルキル又はアルキル−
フェノール、アルケニル又はアルクアリル基、ｎは５な
いし２０の数且つＸは一価のカチオン又は水素を表わす
。

カチオン性樹脂分散剤系もまた本発明のロジン分散液を
安定化するのに用いられる。適当な物質の例は水溶性の
ポリアミノポリアミド／エピクロロヒドリン樹脂、水溶
性のアルキレン−ポリアミン／エピクロロヒドリン樹脂
及びポリ　（ジアリルアミン）／エビクロロヒドリン樹
脂を含む。

本発明が十分に理解され且つ評価されるために、本発明
の紙サイジング方法及び紙サイズ剤組成物の利用に関す
る実施例が例証としてのみ与えられる。実施例において
は、特に断りのない限り、全ての量は重量％で与えられ
ている。実施例１においては、Ａ部は本発明の利用を表
わし、一方Ｂ部は従来技術による利用を表わす。

Ｋ１燵Ｙ ■１ 試験用のフールトリニア抄紙機が用いられた。

これは１０％の胡粉を充填した軟材／堅材クラフトファ
ーニッシュから１６Ａｇ／時間で８５ｙ／ｍ２の紙を製
造するように運転された。

ロジンサイズ剤とアルミニウム塩とのプレミックスが実
験室ミキサーを用いて作られて、フローボックスの直前
で計量された。

表１の結果が得られた： 表　　１ 表　　２ 旦」【 Ａ部で実証された実例と比較するために、１０％の胡粉
を含むクラフトパルプを用いてシートが作られた。サイ
ズ剤及びポリ塩化アルミニウムがパルプに別々に加えら
れて、シートが作られる前の３０分間保持された。

表２の結果が得られた・ 工業用の抄紙機を用いて、胡粉含量を５．８から７．８
％迄変えて、６．８　Ｔ／時間の速度でエンベロツブ紙
を製造した。これはロジンを含まないサイズ剤と明パン
を前混合し、次いで、このプレミックスを濃厚原料のヘ
ッドボックスの前方側に添加することにより、サイジン
グされた。

全工程を通じて、用いられたサイズ剤の量（乾燥基準）
は０．４５％であって、用いられた明パンの量（乾燥基
準）は１．９３％であった。

表３の結果が得られた。

表 ［発明の効果］ 上の実施例１を参照すると、Ｂ部においては、コブ値は
、シートが殆ど飽和に近かったことを示していることが
示される。実施例１のＢ部における最後の３つの結果を
参照すると、ロジンサイズ剤の量は最初の３つに比較し
て固型分／繊維基準の％で２倍用いられた。しかしこれ
は得られたコブ値に対して非常に僅かな違いしかなかっ
た。そしてＢ部で得られた値の何れも、実施例１のＡ部
により本発明を実施することにより達成されたサイジン
グの水準から見た、よりよい結果の近傍に達していない
。サイジングの非常に満足すべき範囲は、特にＡ部の実
施例１の最後の２つ及び実施例２の全てに亙っての結果
により与えられている。

これらの実施例において、ポリ塩化アルミニウムに関す
る　“受は入れたまま°°とはそれが１０％のＡｌ２Ｏ
３を含んでいたことを意味している。従って、本発明は
従来の紙サイジング方法及び組成物に対して実質的な驚
くべき進歩を表わしている。

代理人　弁理士　　曽　我　道　照

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、製紙原料にロジン又は樹脂を基材とするサイズ剤と
   アルミニウム化合物を添加して紙をサイジングする方法
   において、 （ａ）サイジングが中性又はアルカリ性ｐＨで実施され
   ること、および （ｂ）サイズ剤及びアルミニウム化合物が抄紙機のウェ
   ットエンドの選ばれた点で製紙原料に同時に添加される
   こと、 を特徴とする紙サイジング方法。 ２、特許請求の範囲第１項の方法において、紙パルプ系
   が６以上のｐＨを生ずるに十分な量の胡粉を含有する方
   法。 ３　特許請求の範囲第１項又は第２項の方法において、
   ロジン又は樹脂を基材とするサイジング剤とアルミニウ
   ム化合物から成る前混合された組成物が抄紙機の製紙原
   料に添加される方法。 ４、特許請求の範囲第１項又は第２項による方法におい
   て、ロジン又は樹脂を基材とするサイズ剤及びアルミニ
   ウム化合物が、抄紙機の製紙原料に、別々に又は同時に
   添加される方法。 ５、特許請求の範囲第３項の方法において、サイズ剤と
   アルミニウム化合物は、抄紙機への添加の直前に前混合
   される方法。 ６、特許請求の範囲第１項乃至第５項の何れかの方法に
   おいて、標準量より多いアルミニウム化合物又は標準量
   より多いサイズ剤が組成物中に包含される方法。 ７、特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れかの方法に
   おいて、該方法を実施するのに用いられるアルミニウム
   化合物に対するサイズ剤の重量比が、乾燥基準で、１：
   ０．０１ないし５の範囲にある方法。 ８、特許請求の範囲第１項乃至第７項の何れかの方法に
   おいて、操作過程又はワンショットプレミックスとして
   抄紙機に添加される諸成分が、少なくとも１種の尿素を
   基材とする増量剤を含有する方法。 ９、特許請求の範囲第１項乃至第８項の何れかの方法に
   おいて、少なくとも１種の多価電解質が組成物に包含さ
   れる方法。 １０、特許請求の範囲第９項による方法において、該方
   法を実施するのに用いられる前混合されたロジンを基材
   しするサイズ剤組成物が、ロジン及びアルミニウム化合
   物の他に、ロジンを基材とする化合物自体のサイジング
   機能を最適化するために、１種又は２種以上の他の添加
   物をも含有する方法。 １１、特許請求の範囲第１０項の方法において、１種又
   は２種以上の添加剤が、カチオン性及びアニオン性の多
   価電解質並びにカチオン性澱粉から選ばれる方法。 １２、特許請求の範囲第１１項の方法において、添加剤
   がカチオン性及びアニオン性のポリアクリルアミド、ポ
   リエチレンイミン、ポリジアルキルジメチルアンモニウ
   ムクロライド（ＤＡＤＭＡＣ）、ポリアミド／エピクロ
   ロヒドリン縮合物及びジシアンジアミド／ホルムアルデ
   ヒド縮合生成物から選ばれる方法。 １３、特許請求の範囲第１項乃至第１２項の何れかの方
   法において、サイズ剤及びアルミニウム化合物から成る
   前混合された組成物が、中性又はアルカリ性ｐＨで、既
   に製造された紙の表面サイジングにおいて、ロジンを基
   材とするサイズ剤組成物がその工程迄の製造に使用され
   たか否かは問わず、用いられる方法。 １４、特許請求の範囲第１項乃至第１３項の何れかの方
   法において、サイズ剤がロジン又はガムロジン、ホルム
   アルデヒド処理されたガムロジン若しくはトール油ロジ
   ン、フマール酸処理されたガムロジン若しくはトール油
   ロジン、不均化ロジン、無水マレイン酸処理されたガム
   ロジン若しくはトール油ロジン、かかるロジン若しくは
   ロジン変性物の直鎖若しくは多価アルコールとのエステ
   ル若しくは部分エステル及びかかる未処理型及び処理型
   ロジンとかかるエステル若しくは部分エステルの１種若
   しくは２種以上との混合物から選ばれたロジン変性物で
   ある方法。 １５、特許請求の範囲第１項乃至第１３項の何れかの方
   法において、サイズ剤が芳香族及び脂肪族炭水化物樹脂
   から選ばれた樹脂状物質を基材とする方法。 １６、特許請求の範囲第１項乃至第１５項の何れかの方
   法において、アルミニウム化合物がポリ塩化アルミニウ
   ム、アルミニウムクロロハイドレート、硫酸アルミニウ
   ム及びこれらの混合物から選ばれる方法。 １７、特許請求の範囲第１項乃至第１６項の何れかの方
   法において、アニオン性、ノニオン性、カチオン性及び
   両性の界面活性剤から選ばれた少なくとも１種の安定剤
   が、紙サイズ剤組成物に合体される方法。 １８、ロジン又は樹脂を基材とする紙サイズ剤及び少な
   くとも１種のアルミニウム化合物から成る前混合された
   紙サイジング組成物において、該組成物が紙サイズ剤と
   アルミニウム化合物との組合せによる配合しながら或い
   は配合後直ちにサイジングされた紙の製造に用いるのに
   適当であり、且つ該組成物が中性又はアルカリ性ｐＨを
   含む条件下で紙を製造する原料をサイジングするか或い
   は紙を表面サイジングするのに効果的であることを特徴
   とする、前混合紙サイジング組成物。 １９、特許請求の範囲第１項乃至第１７項の何れかによ
   る方法により製造された時に、サイジングされた紙。 ２０、特許請求の範囲第１８項において定義された紙サ
   イジング組成物を用いた時に、サイジングされた紙。