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JPH0379480B2 - - Google Patents
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JPH0379480B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0379480B2
JPH0379480B2 JP61063725A JP6372586A JPH0379480B2 JP H0379480 B2 JPH0379480 B2 JP H0379480B2 JP 61063725 A JP61063725 A JP 61063725A JP 6372586 A JP6372586 A JP 6372586A JP H0379480 B2 JPH0379480 B2 JP H0379480B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
production example
rosin
sizing
reaction product
paper
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61063725A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62223393A (en
Inventor
Masato Nakajima
Toshiaki Ootsuki
Atsushi Ikeda
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.)
Arakawa Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Arakawa Chemical Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Arakawa Chemical Industries Ltd filed Critical Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority to JP6372586A priority Critical patent/JPS62223393A/en
Priority to US07/024,030 priority patent/US4842691A/en
Priority to DE3708854A priority patent/DE3708854C2/en
Publication of JPS62223393A publication Critical patent/JPS62223393A/en
Publication of JPH0379480B2 publication Critical patent/JPH0379480B2/ja
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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明は、新規な中性抄紙サイジング方法に関
する。 従来の技術 近時、酸性抄紙による弊害、例えば抄紙機械の
劣化、成紙の経日劣化等を考慮して中性抄紙方法
を実用化するべく、中性抄紙用サイズ剤あるいは
中性抄紙サイジング方法に関し、各種化合物が検
討されている。例えば、アルケニル無水コハク酸
やアルキルケテンダイマー等が中性抄紙用サイズ
剤として用いられている。 しかしながら、これらの内、アルケニル無水コ
ハク酸系サイズ剤は加水分解安定性が劣るために
水性分散液の状態で保存しえないので抄紙段階の
直前で乳化分散しなければならず作業性が悪いと
いう欠点があり、又高価格であるという不利があ
る。また、アルキルケテンダイマー系サイズ剤に
は、サイズ効果の立上がりが遅いため抄紙直後の
サイズ効果が劣るという欠点があり、加えてアル
ケニル無水コハク酸系サイズ剤よりも更に高価格
であるためコストアツプを招くという問題点があ
る。 ところで、酸性抄紙方法においては、従来より
ロジンあるいは強化ロジン等をアルカリ金属の水
酸化物でケン化してなる石鹸型サイズ剤あるいは
分散剤を用いて分散させて得られるエマルジヨン
型サイズ剤が汎用されている。これらのサイズ剤
は、中性抄紙用サイズ剤として使用した場合に
は、良好なサイズ効果が発現されないため、硫酸
バンドを定着剤として用い、PH6未満の酸性領域
下で使用する必要がある。中性でのサイズ効果の
劣る理由は尚明確ではないが、PH6以上ではロジ
ンあるいは強化ロジンの一部が水中に移行しパル
プへの歩留が低下するためと推測される。また、
酸性抄紙方法においては、安価な填料である炭酸
カルシウムが使用できないという問題点もある。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、中性抄紙用の新規にして有効なるサ
イジング方法を提供することを目的とする。 本発明者等は、従来中性抄紙用としては使用し
得ないとされているが、酸性抄紙方法では多くの
実績のあるロジン系化合物に着目し、これに何ら
かの技術手段を施して、前記従来の中性抄紙用サ
イズ剤による欠点がなく、サイズ効果、作業性、
コストのいずれの点においても満足しうる中性抄
紙サイジング方法を開発せんとしたものである。 問題点を解決するための手段 本発明者等は、鋭意研究した結果、驚くべきこ
とに特定のロジンエステル類を含む水性分散液が
PH6以上の中性領域下に優れたサイズ効果を発揮
すること、水性分散液の保存安定性が良くそのま
ま抄紙に使えるために作業性に優れること、それ
自体比較的安価で、炭酸カルシウムを使用できる
ことと相俟つて、抄紙コスト低減が図れること等
を見出した。本発明は、かかる新しい諸知見に基
づいて完成されたものである。 即ち、本発明は、ロジン類とC、H、Oからな
る3価アルコール及び4価アルコールの少なくと
も1種とを、カルボキシル基当量に対する水酸基
当量の比率が0.2〜1.5となる仕込割合で加熱して
得られる反応生成物が水に分散されているサイズ
剤をパルプスラリーに添加し、硫酸バンドを添加
することなくPH6〜9の中性領域において使用す
ることを特徴とする中性抄紙サイジング方法に係
わる。 本発明で用いるサイズ剤は、上記のように、分
散相はロジン類及びC、H、Oからなる3価アル
コール及び4価アルコールの少なくとも1種を、
特定割合で仕込み、これらを加熱して得られる反
応生成物から形成されており、該反応生成物はロ
ジンの該多価アルコールエステル類又はこれとロ
ジン類の混合物として収得されるものである。 本明細書において、ロジン類とはガムロジン、
トール油ロジン、ウツドロジン並びにこれらの変
性物を意味するものであり、該変性物としては水
添ロジン、不均化ロジン及びホルムアルデヒド変
性ロジンがあげられる。 また、上記エステル類とは、ロジン類とC、
H、Oからなる3価アルコール及び4価アルコー
ルの少なくとも1種との脱水縮合により生成する
エステル化物であり、完全エステル化物及び部分
エステル化物を含む概念である。本発明において
は、多価アルコール類としてC、H、Oからなる
3価アルコール及び4価アルコールの少なくとも
1種を用いることが必要である。1価アルコー
ル、2価アルコールやアミノアルコール等では、
本発明所期の効果は得られない。具体的には、グ
リセリン、トリメチロールエタン、トリメチロー
ルプロパン、3−メチルペンタン−1,3,5−
トリオール等の3価アルコール及びペンタエリス
リトール、ジグリセリン等の4価アルコールを例
示でき、これらから選択される多価アルコールを
単独又は複数で使用しうる。 ロジンの上記多価アルコールエステル類の製造
は、ロジン類と上記多価アルコール類とを公知の
エステル化条件に付することにより行なうことが
でき、両者を仕込んだ後、多価アルコールの沸点
に応じて、常圧、減圧又は加圧下に温度150〜300
℃程度で3〜40時間程度撹拌しながら脱水縮合す
ればよい。又、反応に際して、必要ならば、ベン
ゼン、トルエン、キシレン等の溶剤を使用して、
共沸下に脱水せしめることもできる。 ここで、ロジン類と上記多価アルコール類と
は、特定の仕込み割合、即ちロジン類のカルボキ
シル基に対する上記多価アルコール類の水酸基の
当量比[−OH(eq)/−COOH(eq)]が0.2〜
1.5、好ましくは0.4〜1.2となるように仕込む必要
がある。当量比が0.2未満の場合には得られるサ
イズ剤の中性領域でのサイズ効果の向上が充分で
ないので好ましくない。また、当量比が1.5を越
える場合には、生成するロジンの多価アルコール
エステル類に遊離の水酸基が多量に残存するた
め、これをサイズ剤として用いた場合には残存水
酸基に起因して、サイズ効果が低下するため好ま
しくない。 上記反応の反応生成物は、通常、上記多価アル
コール類の水酸基のすべてがロジン類のカルボキ
シル基とエステル化している完全エステル化物、
該水酸基の一部がエステル化している部分エステ
ル化物及び未反応原料の種々の混合物であるが、
本発明においては、前記当量比の範囲内の反応混
合物である限り、これをそのままサイズ剤の分散
相として用いることができる。 上記反応生成物は、通常、固形分中20重量%以
上程度の上記完全エステル化物及び(又は)部分
エステル化物を含有している。反応生成物には、
必要に応じて、更にロジン類を添加してもよい。
この場合、添加後においても完全エステル化物及
び(又は)部分エステル化物が固形分中20重量%
以上であるのが好ましく、得られるサイズ剤の性
能をより考慮すれば40重量%以上とされるのがよ
り好ましい。これらエステル化物の比率が20重量
%に満たない場合はサイズ効果が低下するため好
ましくない。 本発明で用いるサイズ剤は、上記反応生成物又
はこれとロジン類との混合物をいわゆる高圧乳化
法、反転法等により、水性分散液とすることによ
り製造できる。即ち、高圧乳化法による場合は、
分散相を形成する上記反応生成物等をベンゼン、
トルエン等の溶剤に溶解させ、次いでこれに乳化
剤と温水とを混合し、高圧乳化機を使用して乳化
した後、溶媒を留去して水性分散液を収得でき
る。また反転法による場合は、上記反応生成物等
と乳化剤とを十分に混練した後、溶融・撹拌下に
徐々に温水を滴下し、相反転させることにより何
らの溶媒を使用することなく水性分散液を収得で
きる。 上記方法で用いうる乳化剤としては、各種界面
活性剤、保護コロイド等を特に制限なく使用しう
る。該界面活性剤としては、アルキルベンゼンス
ルホン酸塩、アルキル硫酸塩、ロジン石鹸等のア
ニオン系乳化剤、ポリエチレンオキシド、ポリプ
ロピレンオキシド等のノニオン系乳化剤、ポリオ
キシエチレンアルキルフエニルエーテル硫酸塩、
ポリオキシエチレンアルキルフエニルエーテルス
ルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフエニ
ルエーテルのスルホコハク酸塩、ポリオキシエチ
レンジスチリルフエニルエーテル硫酸塩、ポリオ
キシエチレンジスチリルフエニルエーテルのスル
ホコハク酸塩等のノニオン−アニオン性乳化剤等
を例示することができる。また、保護コロイドと
しては、カゼイン、レシチン、ポリビニルアルコ
ール、各種変性デンプン等を例示しうる。更に
は、後述する定着剤をあらかじめ乳化に際して添
加しておくこともできる。上記方法に従えば、通
常は固形分濃度が10〜50重量%程度の水性分散液
を容易に製造でき、これは必要に応じて稀釈して
使用することもできる。 以下、上記で得られたサイズ剤を中性抄紙方法
に適用する場合につき説明する。かくして得られ
るサイズ剤としての水性分散液は、填料、定着
剤、紙力増強剤等とともに、パルプスラリーに対
して添加される。該水性分散液の添加量は、通常
0.05〜2.0重量%程度(固形分換算)、好ましくは
0.1〜1.0重量%とされる。0.05重量%に満たない
場合は充分なサイズ効果を発現し難く、また2.0
重量%を越える場合は過剰に添加する意義が認め
られないため、いずれも好ましくない。また、使
用しうる填料としては、特に制限はされず従来公
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えなかつた炭酸カルシウ
ムを好適に利用できるため、成紙価格の低減に大
きく寄与しうる利点がある。定着剤としては、ア
ルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸
等の中性サイズ剤に用いられる公知各種のものを
そのまま使用できる。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体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ツヒ変性物、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あげられる。 尚、本発明で用いるサイズ剤は単独で優れたサ
イズ性能を発揮しうるが、公知の中性サイズ剤、
例えばスチレン−ジメチルアミノエチルメタクリ
レート共重合体のエピクロルヒドリン変性物、ア
ルケニル無水コハク酸、アルキルケテンダイマ
ー、脂肪酸−ポリアルキルポリアミン縮合物のエ
ピクロルヒドリン変性物等を併用することも可能
である。 本発明において、抄紙時のPHは6〜9の範囲内
で適宜決定され、該範囲内では、優れたサイズ効
果をいかんなく発揮しうる。この範囲外では、本
発明所期の効果が充分でない。 発明の効果 本発明によれば、下記の如き格別顕著な効果が
奏される。 (1) PH6以上の中性領域下で優れたサイズ効果を
発揮することができる。 (2) 本発明で用いるサイズ剤が保存安定性に優
れ、そのまま抄紙に使用できるため、従来技術
に比して優れた作業性を有する。 (3) 本発明で用いるサイズ剤が従来の中性抄紙用
サイズ剤と比較して安価であり、しかも炭酸カ
ルシウムを使用できるので、結果として抄紙コ
ストの大巾な低減が図れる。 実施例 以下、製造例、実施例及び比較例を挙げて本発
明をより具体的に説明するが、本発明はこれら各
例に限定されるものではない。尚、各例中、部及
び%は特記しない限りすべて重量基準である。 製造例 1 撹拌機、温度計、窒素導入管、分水器及び冷却
器を備えた1L容フラスコに、酸価170のガムロジ
ン100部とグリセリン8部(仕込み当量比(−
OH/−COOH)=0.86)を仕込み、窒素気流下に
250℃まで加熱し、同温度で12時間エステル化反
応させて軟化点86℃、酸価32の反応生成物を得
た。 製造例 2 製造例1においてグリセリンの仕込み量を2部
にした(当量比=0.22)以外は、製造例1と同様
にして、軟化点79℃、酸価126の反応生成物を得
た。 製造例 3 製造例1においてグリセリンの仕込み量を4部
にした(当量比=0.43)以外は、製造例1と同様
にして、軟化点81℃、酸価91の反応生成物を得
た。 製造例 4 製造例1においてグリセリンの仕込み量を6部
にした(当量比=0.65)以外は、製造例1と同様
にして、軟化点83℃、酸価64の反応生成物を得
た。 製造例 5 製造例1においてグリセリンの仕込み量を12部
にした(当量比=1.29)以外は、製造例1と同様
にして、軟化点88℃、酸価8の反応生成物を得
た。 製造例 6 製造例1においてガムロジンに代えて酸価170
のトール油ロジンを同量用いた(当量比=0.86)
以外は、製造例1と同様にして、軟化点81℃、酸
価34の反応生成物を得た。 製造例 7 製造例1においてガムロジンに代えて酸価160
の水添ロジンを106部用いた(当量比=0.86)以
外は、製造例1と同様にして、軟化点85℃、酸価
30の反応生成物を得た。 製造例 8 製造例1においてガムロジンに代えて酸価168
のホルムアルデヒド変性ロジン(製造例1のガム
ロジン100部に対してホルムアルデヒド2部で変
性)を同量用いた(当量比=0.86)以外は、製造
例1と同様にして、軟化点81℃、酸価29の反応生
成物を得た。 製造例 9 製造例1においてグリセリンに代えてトリメチ
ロールエタンを10.4部用い(当量比=0.86)、エ
ステル化反応を250℃で30時間行なつた以外は、
製造例1と同様にして、軟化点83℃、酸価30の反
応生成物を得た。 製造例 10 製造例1においてグリセリンに代えてトリメチ
ロールプロパンを11.7部用い(当量比=0.86)、
エステル化反応を250℃で30時間行なつた以外は、
製造例1と同様にして、軟化点86℃、酸価34の反
応生成物を得た。 製造例 11 製造例1においてグリセリンに代えてジグリセ
リンを10.8部用い(当量比=0.86)、エステル化
反応を250℃で30時間行なつた以外は、製造例1
と同様にして、軟化点89℃、酸価33の反応生成物
を得た。 製造例 12 製造例1においてグリセリンに代えてペンタエ
リスリトールを8.85部用い(当量比=0.86)、エ
ステル化反応を250℃で30時間行なつた以外は、
製造例1と同様にして、軟化点98℃、酸価35の反
応生成物を得た。 比較製造例 1 製造例1においてグリセリンの仕込み量を1部
にした(当量比=0.11)以外は、製造例1と同様
にして、軟化点77℃、酸価150の反応生成物を得
た。 比較製造例 2 製造例1においてグリセリンの仕込み量を20部
にし(当量比=2.2)、エステル化反応を250℃で
30時間行なつた以外は、製造例1と同様にして、
軟化点91℃、酸価3の反応生成物を得た。 比較製造例 3 製造例1においてグリセリンに代えてエチレン
グリコールを8.1部用い、(当量比=0.86)、エス
テル化反応を200℃で20時間行なつた以外は、製
造例1と同様にして、軟化点65℃、酸価40の反応
生成物を得た。 比較製造例 4 製造例1においてグリセリンに代えてネオペン
チルグリコールを12.5部用い(当量比=0.86)、
エステル化反応を200℃で20時間行なつた以外は、
製造例1と同様にして、軟化点68℃、酸価38の反
応生成物を得た。 比較製造例 5 製造例1においてグリセリンに代えてプロピレ
ングリコールを9.9部用い(当量比=0.86)エス
テル化反応を200℃で20時間行なつた以外は、製
造例1と同様にして、軟化点67℃、酸価40の反応
生成物を得た。 比較製造例 6 製造例1においてグリセリンに代えてトリエタ
ノールアミンを12.9部用い(当量比=0.86)、エ
ステル化反応を250℃で30時間行なつた以外は、
製造例1と同様にして、軟化点70℃、酸価37の反
応生成物を得た。 比較製造例 7 製造例1においてグリセリンに代えてトリス
(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートを
22.6部用い(当量比=0.86)、エステル化反応を
250℃で30時間行なつた以外は、製造例1と同様
にして、軟化点89℃、酸価36の反応生成物を得
た。 実施例 1〜12 製造例1〜12で得られた各反応生成物200部を
トルエン200部に溶解させ、乳化剤(ポリオキシ
エチレンジスチリルフエニルエーテル硫酸アンモ
ニウム塩)10部と温水(60℃)800部と混合し、
高圧乳化機を使用して乳化した後、トルエンを留
去して濃度21%の水性分散液を調製した。 上記で得られたサイズ剤として用いる各水性分
散液を用い、本発明中性抄紙サイジング方法に従
つて抄紙を行ない、サイズ性能を下記方法により
調べた。 <方法A> パルプ(L−BKP)をカナデイアン・スタン
ダード・フリーネス450mlに叩解して、1%スラ
リーとした。該スラリーに填料として炭酸カルシ
ウム(三共精粉(株)製、商品名「エスカロン
#100」)をパルプに対して固形分換算で20%添加
し、カチオン化澱粉(王子ナシヨナル(株)製、商品
名「Cato 15」)を1%を添加後、各実施例で得
られたサイズ剤をパルプに対して0.4%添加し、
填料歩留剤(アライドコロイド・リミテツド製、
商品名「パーコール47」)を0.02%添加して均一
に分散させた。この時のパルプスラリーのPHは
8.2であつた。得られたスラリーをタツピ・スタ
ンダード・シートマシンを用いて坪量70g/m2
なるように抄紙した。ついで得られた湿紙を圧縮
脱水し、100℃で1分間乾燥させた後、相対湿度
65%の条件で24時間調湿し、ついでステキヒト法
(JIS P8122)によりそれぞれのサイズ度(秒)
を測定した。 <方法B> パルプ(L−BKP)をカナデイアン・スタン
ダード・フリーネス450mlに叩解して、1%スラ
リーとした。該スラリーにポリアミドポリアミン
系カチオンポリマー(荒川化学工業(株)製、商品名
「アラフイツクス−100」)をパルプに対して固形
分換算で0.3%添加し、各実施例で得られたサイ
ズ剤をパルプに対して0.5%添加し、均一に分散
させた。この時のパルプスラリーのPHは7.2であ
つた。得られたスラリーを上記方法により抄紙
し、乾燥調湿後、ステキヒト法によりそれぞれの
サイズ度(秒)を測定した。 比較例 1〜7 比較製造例1〜7で得られた各反応生成物を用
い、実施例1と同様にして濃度21%の水性分散液
を調製した。 上記で得られた各比較例のサイズ剤を用い、実
施例と同様にして抄紙を行ない、サイズ性能を調
べた。 試験結果を第1表に示す。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a novel neutral paper sizing method. Conventional Technology Recently, in order to put a neutral paper making method into practical use, taking into account the negative effects of acidic paper making, such as deterioration of paper making machines and deterioration of paper over time, neutral paper sizing agents or neutral paper sizing methods have been developed. Regarding this, various compounds are being studied. For example, alkenyl succinic anhydride and alkyl ketene dimer are used as neutral paper sizing agents. However, among these, alkenyl succinic anhydride-based sizing agents have poor hydrolytic stability and cannot be stored in the form of an aqueous dispersion, so they must be emulsified and dispersed immediately before the papermaking stage, resulting in poor workability. It has drawbacks and the disadvantage of high price. In addition, alkyl ketene dimer sizing agents have the disadvantage that the sizing effect is inferior immediately after paper making because the sizing effect takes a long time to develop.In addition, they are more expensive than alkenyl succinic anhydride sizing agents, leading to increased costs. There is a problem. By the way, in acidic papermaking methods, emulsion-type sizing agents obtained by dispersing rosin or reinforced rosin using a soap-type sizing agent or dispersant made by saponifying rosin or the like with an alkali metal hydroxide have conventionally been widely used. There is. When these sizing agents are used as neutral paper-making sizing agents, they do not exhibit good sizing effects, so it is necessary to use sulfuric acid as a fixing agent and use them in an acidic region of less than PH6. The reason why the size effect is inferior in neutral conditions is still not clear, but it is presumed that at pH 6 or higher, a portion of the rosin or reinforced rosin migrates into water and the yield in the pulp decreases. Also,
Another problem with the acidic papermaking method is that calcium carbonate, which is an inexpensive filler, cannot be used. Problems to be Solved by the Invention It is an object of the present invention to provide a new and effective sizing method for neutral papermaking. The present inventors focused on rosin-based compounds, which have conventionally been considered unusable for neutral papermaking, but have a proven track record in acidic papermaking methods, and applied some technical means to this compound to There are no disadvantages caused by neutral paper sizing agents, and the size effect, workability,
The aim is to develop a neutral paper sizing method that is satisfactory in terms of cost. Means for Solving the Problems As a result of intensive research, the present inventors surprisingly found that an aqueous dispersion containing a specific rosin ester was found.
It exhibits an excellent size effect in the neutral range of pH 6 or above, has good storage stability as an aqueous dispersion and can be used as is for paper making, making it easy to work with, is relatively inexpensive, and can use calcium carbonate. Together with this, we have discovered that paper manufacturing costs can be reduced. The present invention was completed based on these new findings. That is, in the present invention, rosin and at least one of a trihydric alcohol and a tetrahydric alcohol consisting of C, H, and O are heated at a charging ratio such that the ratio of hydroxyl group equivalent to carboxyl group equivalent is 0.2 to 1.5. A neutral paper sizing method characterized in that a sizing agent in which the resulting reaction product is dispersed in water is added to a pulp slurry, and the method is used in a neutral pH range of 6 to 9 without adding sulfate. . As mentioned above, in the sizing agent used in the present invention, the dispersed phase contains rosin and at least one of trihydric alcohol and tetrahydric alcohol consisting of C, H, and O.
It is formed from a reaction product obtained by charging these in a specific ratio and heating them, and the reaction product is obtained as the polyhydric alcohol ester of rosin or a mixture of this and rosin. In this specification, rosin refers to gum rosin,
It refers to tall oil rosin, udon rosin, and modified products thereof, and examples of the modified products include hydrogenated rosin, disproportionated rosin, and formaldehyde-modified rosin. In addition, the above esters include rosin and C,
It is an esterified product produced by dehydration condensation with at least one of a trihydric alcohol and a tetrahydric alcohol consisting of H and O, and the concept includes completely esterified products and partially esterified products. In the present invention, it is necessary to use at least one type of trihydric alcohol and tetrahydric alcohol consisting of C, H, and O as the polyhydric alcohol. Monohydric alcohol, dihydric alcohol, amino alcohol, etc.
The intended effect of the present invention cannot be obtained. Specifically, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, 3-methylpentane-1,3,5-
Examples include trihydric alcohols such as triol and tetrahydric alcohols such as pentaerythritol and diglycerin, and polyhydric alcohols selected from these may be used alone or in combination. The above-mentioned polyhydric alcohol esters of rosin can be produced by subjecting the rosin and the above-mentioned polyhydric alcohols to known esterification conditions. at a temperature of 150 to 300 under normal pressure, reduced pressure, or increased pressure.
The dehydration condensation may be carried out at a temperature of about 30°C for about 3 to 40 hours while stirring. Additionally, during the reaction, if necessary, a solvent such as benzene, toluene, or xylene may be used.
Dehydration can also be carried out azeotropically. Here, the rosin and the polyhydric alcohol have a specific charging ratio, that is, the equivalent ratio of the hydroxyl group of the polyhydric alcohol to the carboxyl group of the rosin [-OH(eq)/-COOH(eq)]. 0.2~
1.5, preferably 0.4 to 1.2. If the equivalent ratio is less than 0.2, the sizing effect of the resulting sizing agent in the neutral region will not be sufficiently improved, which is not preferable. In addition, if the equivalent ratio exceeds 1.5, a large amount of free hydroxyl groups will remain in the polyhydric alcohol ester of the rosin that is produced, so if this is used as a sizing agent, the size will increase due to the remaining hydroxyl groups. This is not preferable because it reduces effectiveness. The reaction product of the above reaction is usually a completely esterified product in which all of the hydroxyl groups of the polyhydric alcohol are esterified with the carboxyl groups of the rosin;
Various mixtures of partially esterified products in which a portion of the hydroxyl groups are esterified and unreacted raw materials,
In the present invention, as long as the reaction mixture is within the range of the above-mentioned equivalent ratio, it can be used as it is as the dispersed phase of the sizing agent. The reaction product usually contains about 20% by weight or more of the completely esterified product and/or partially esterified product based on the solid content. The reaction products include
If necessary, rosins may be further added.
In this case, even after addition, the completely esterified product and/or partially esterified product is 20% by weight in the solid content.
The content is preferably 40% by weight or more, and more preferably 40% by weight or more in consideration of the performance of the resulting sizing agent. If the ratio of these esterified products is less than 20% by weight, it is not preferable because the size effect decreases. The sizing agent used in the present invention can be produced by forming an aqueous dispersion of the above-mentioned reaction product or a mixture thereof with a rosin by a so-called high-pressure emulsification method, an inversion method, or the like. That is, when using high pressure emulsification method,
The above reaction products forming the dispersed phase are mixed with benzene,
It is possible to obtain an aqueous dispersion by dissolving it in a solvent such as toluene, then mixing an emulsifier and warm water thereto, emulsifying it using a high-pressure emulsifier, and then distilling off the solvent. In addition, when using the inversion method, after sufficiently kneading the above reaction products, etc. and the emulsifier, warm water is gradually added dropwise while melting and stirring, and phase inversion is performed to form an aqueous dispersion without using any solvent. can be obtained. As the emulsifier that can be used in the above method, various surfactants, protective colloids, etc. can be used without particular limitation. Examples of the surfactant include anionic emulsifiers such as alkylbenzene sulfonates, alkyl sulfates, and rosin soaps, nonionic emulsifiers such as polyethylene oxide and polypropylene oxide, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfates,
Nonions such as polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfonate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfosuccinate, polyoxyethylene distyrylphenyl ether sulfate, polyoxyethylene distyrylphenyl ether sulfosuccinate, etc. Examples include anionic emulsifiers. Examples of protective colloids include casein, lecithin, polyvinyl alcohol, and various modified starches. Furthermore, a fixing agent, which will be described later, may be added in advance during emulsification. According to the above method, an aqueous dispersion having a solid content concentration of about 10 to 50% by weight can be easily produced, and this can be diluted and used if necessary. Hereinafter, a case will be described in which the sizing agent obtained above is applied to a neutral paper making method. The aqueous dispersion as a sizing agent thus obtained is added to the pulp slurry together with a filler, a fixing agent, a paper strength enhancer, and the like. The amount of the aqueous dispersion added is usually
Approximately 0.05 to 2.0% by weight (solid content equivalent), preferably
The content is 0.1 to 1.0% by weight. If it is less than 0.05% by weight, it is difficult to achieve a sufficient size effect;
If it exceeds % by weight, there is no point in adding it in excess, which is not preferable. In addition, there are no particular restrictions on the filler that can be used, and any conventionally known filler can be used.Furthermore, calcium carbonate, which could not be used in conventional acidic papermaking methods, can be suitably used, so paper production costs are low. This has the advantage that it can greatly contribute to the reduction of As the fixing agent, various known fixing agents used as neutral sizing agents such as alkyl ketene dimer and alkenyl succinic anhydride can be used as they are. For example, cationized starch,
Epichlorohydrin modified product of polyamide polyamine resin, epichlorohydrin modified product of dicyandiamide resin, epichlorohydrin modified product of styrene-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, Mannitz modified product of polyacrylamide, acrylamide-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, Hoffmann polyacrylamide Examples include decomposition products, copolymers of dialkyl diallylammonium chloride and sulfur dioxide, and the like. The sizing agent used in the present invention can exhibit excellent sizing performance alone, but known neutral sizing agents,
For example, epichlorohydrin-modified products of styrene-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, alkenyl succinic anhydride, alkyl ketene dimer, epichlorohydrin-modified products of fatty acid-polyalkyl polyamine condensate, etc. can be used in combination. In the present invention, the pH during paper making is appropriately determined within the range of 6 to 9, and within this range, excellent size effects can be fully exhibited. Outside this range, the desired effect of the present invention will not be sufficient. Effects of the Invention According to the present invention, the following particularly remarkable effects are achieved. (1) Excellent size effect can be exhibited in the neutral range of PH6 or higher. (2) Since the sizing agent used in the present invention has excellent storage stability and can be used as is for paper making, it has superior workability compared to conventional techniques. (3) The sizing agent used in the present invention is cheaper than conventional neutral papermaking sizing agents, and calcium carbonate can be used, resulting in a significant reduction in papermaking costs. EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to production examples, working examples, and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. In each example, all parts and percentages are based on weight unless otherwise specified. Production Example 1 Into a 1L flask equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen inlet tube, water separator, and cooler, 100 parts of gum rosin with an acid value of 170 and 8 parts of glycerin (equal ratio of charge (-
OH/−COOH) = 0.86) and place under nitrogen stream.
The mixture was heated to 250°C and esterified at the same temperature for 12 hours to obtain a reaction product with a softening point of 86°C and an acid value of 32. Production Example 2 A reaction product having a softening point of 79° C. and an acid value of 126 was obtained in the same manner as Production Example 1 except that the amount of glycerin charged was 2 parts (equivalent ratio = 0.22). Production Example 3 A reaction product having a softening point of 81°C and an acid value of 91 was obtained in the same manner as Production Example 1 except that the amount of glycerin charged was changed to 4 parts (equivalence ratio = 0.43). Production Example 4 A reaction product having a softening point of 83° C. and an acid value of 64 was obtained in the same manner as Production Example 1 except that the amount of glycerin charged in Production Example 1 was changed to 6 parts (equivalent ratio = 0.65). Production Example 5 A reaction product having a softening point of 88°C and an acid value of 8 was obtained in the same manner as Production Example 1 except that the amount of glycerin charged was changed to 12 parts (equivalent ratio = 1.29). Production Example 6 In Production Example 1, acid value 170 was used instead of gum rosin.
The same amount of tall oil rosin was used (equivalent ratio = 0.86).
Except for this, a reaction product having a softening point of 81° C. and an acid value of 34 was obtained in the same manner as in Production Example 1. Production Example 7 In Production Example 1, acid value 160 was used instead of gum rosin.
The procedure was the same as in Production Example 1, except that 106 parts of hydrogenated rosin (equivalent ratio = 0.86) was used, with a softening point of 85°C and an acid value.
30 reaction products were obtained. Production Example 8 In Production Example 1, acid value 168 was used instead of gum rosin.
The procedure was the same as in Production Example 1, except that the same amount of formaldehyde-modified rosin (modified with 2 parts of formaldehyde to 100 parts of gum rosin in Production Example 1) was used (equivalent ratio = 0.86), and the softening point was 81°C and the acid value was 29 reaction products were obtained. Production Example 9 Production Example 1 except that 10.4 parts of trimethylolethane was used instead of glycerin (equivalent ratio = 0.86) and the esterification reaction was carried out at 250°C for 30 hours.
In the same manner as in Production Example 1, a reaction product having a softening point of 83°C and an acid value of 30 was obtained. Production Example 10 In Production Example 1, 11.7 parts of trimethylolpropane was used instead of glycerin (equivalent ratio = 0.86),
Except that the esterification reaction was carried out at 250°C for 30 hours.
In the same manner as in Production Example 1, a reaction product having a softening point of 86°C and an acid value of 34 was obtained. Production Example 11 Production Example 1 except that 10.8 parts of diglycerin was used instead of glycerin (equivalent ratio = 0.86) and the esterification reaction was carried out at 250°C for 30 hours.
In the same manner as above, a reaction product having a softening point of 89°C and an acid value of 33 was obtained. Production Example 12 Except that 8.85 parts of pentaerythritol was used in place of glycerin in Production Example 1 (equivalent ratio = 0.86), and the esterification reaction was carried out at 250°C for 30 hours.
In the same manner as in Production Example 1, a reaction product having a softening point of 98°C and an acid value of 35 was obtained. Comparative Production Example 1 A reaction product having a softening point of 77° C. and an acid value of 150 was obtained in the same manner as Production Example 1, except that the amount of glycerin used in Production Example 1 was changed to 1 part (equivalent ratio = 0.11). Comparative Production Example 2 In Production Example 1, the amount of glycerin charged was changed to 20 parts (equivalent ratio = 2.2), and the esterification reaction was carried out at 250°C.
The same procedure as Production Example 1 was carried out except that the process was carried out for 30 hours.
A reaction product with a softening point of 91°C and an acid value of 3 was obtained. Comparative Production Example 3 Softening was carried out in the same manner as Production Example 1, except that 8.1 parts of ethylene glycol was used instead of glycerin in Production Example 1 (equivalent ratio = 0.86), and the esterification reaction was carried out at 200°C for 20 hours. A reaction product with a temperature of 65°C and an acid value of 40 was obtained. Comparative Production Example 4 In Production Example 1, 12.5 parts of neopentyl glycol was used instead of glycerin (equivalent ratio = 0.86),
Except that the esterification reaction was carried out at 200°C for 20 hours.
In the same manner as in Production Example 1, a reaction product having a softening point of 68°C and an acid value of 38 was obtained. Comparative Production Example 5 The same procedure as in Production Example 1 was carried out, except that 9.9 parts of propylene glycol was used instead of glycerin (equivalent ratio = 0.86) and the esterification reaction was carried out at 200°C for 20 hours. A reaction product with an acid value of 40 was obtained. Comparative Production Example 6 Except that 12.9 parts of triethanolamine was used instead of glycerin in Production Example 1 (equivalent ratio = 0.86), and the esterification reaction was carried out at 250°C for 30 hours.
In the same manner as in Production Example 1, a reaction product having a softening point of 70°C and an acid value of 37 was obtained. Comparative Production Example 7 In Production Example 1, tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate was used instead of glycerin.
Using 22.6 parts (equivalent ratio = 0.86), the esterification reaction was carried out.
A reaction product having a softening point of 89°C and an acid value of 36 was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the reaction was carried out at 250°C for 30 hours. Examples 1 to 12 200 parts of each reaction product obtained in Production Examples 1 to 12 was dissolved in 200 parts of toluene, and 10 parts of an emulsifier (polyoxyethylene distyrylphenyl ether ammonium sulfate salt) and 800 parts of hot water (60°C) were dissolved. mixed with
After emulsifying using a high-pressure emulsifier, toluene was distilled off to prepare an aqueous dispersion with a concentration of 21%. Using each of the aqueous dispersions used as sizing agents obtained above, paper was made according to the neutral paper sizing method of the present invention, and the sizing performance was examined by the following method. <Method A> Pulp (L-BKP) was beaten into 450 ml of Canadian Standard Freeness to form a 1% slurry. Calcium carbonate (manufactured by Sankyo Seifun Co., Ltd., trade name "Escalon #100") was added to the slurry as a filler at 20% solid content based on the pulp, and cationized starch (manufactured by Oji National Co., Ltd., trade name "Escalon #100") was added to the slurry. After adding 1% of ``Cato 15''), 0.4% of the sizing agent obtained in each example was added to the pulp,
Filler retention agent (manufactured by Allied Colloid Limited,
0.02% of ``Percoll 47'' (trade name) was added and uniformly dispersed. The pH of the pulp slurry at this time is
It was 8.2. The obtained slurry was made into paper using a Tatsupi Standard Sheet Machine to have a basis weight of 70 g/m 2 . The resulting wet paper was then compressed and dehydrated, dried at 100°C for 1 minute, and then adjusted to relative humidity.
Humidify at 65% for 24 hours, then measure each size degree (seconds) using the Stekicht method (JIS P8122)
was measured. <Method B> Pulp (L-BKP) was beaten into 450 ml of Canadian Standard Freeness to form a 1% slurry. A polyamide polyamine cationic polymer (manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd., trade name "Arafix-100") was added to the slurry in an amount of 0.3% in terms of solid content based on the pulp, and the sizing agent obtained in each example was added to the pulp. 0.5% was added and uniformly dispersed. The pH of the pulp slurry at this time was 7.2. The obtained slurry was made into paper by the above method, and after drying and humidity control, the sizing degree (seconds) of each paper was measured by the Stekicht method. Comparative Examples 1 to 7 Using each reaction product obtained in Comparative Production Examples 1 to 7, an aqueous dispersion having a concentration of 21% was prepared in the same manner as in Example 1. Using the sizing agents of each comparative example obtained above, paper was made in the same manner as in the examples, and the sizing performance was examined. The test results are shown in Table 1.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 比較例 8〜10 市販の酸性抄紙用サイズ剤を用い、実施例と同
様にして抄紙を行ない、サイズ性能を調べた。そ
の結果を第2表に示す。 尚、上記の市販酸性抄紙用サイズ剤としては、
以下の3種を使用した。 強化ロジンサイズ剤(マレイン化ロジン石け
ん(固形分濃度30重量%)、商品名「サイズパ
インE」荒川化学工業(株)製) ロジンエマルジヨンサイズ剤(フマル化ロジ
ンとアニオン性乳化剤と水から成る固形分濃度
50重量%の水性エマルジヨン、商品名「サイズ
パインN−705」荒川化学工業(株)製) 合成サイズ剤(アルケニルコハク酸塩(固型
分濃度40重量%)商品名「サイズパインS−
300」荒川化学工業(株)製)
[Table] Comparative Examples 8 to 10 Paper was made in the same manner as in Examples using a commercially available acidic paper sizing agent, and the sizing performance was examined. The results are shown in Table 2. In addition, as the above-mentioned commercially available acidic paper sizing agents,
The following three types were used. Reinforced rosin sizing agent (maleated rosin soap (solid content 30% by weight), trade name "Sizepine E" manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd.) Rosin emulsion sizing agent (composed of fumarated rosin, anionic emulsifier, and water) Solid concentration
50% by weight aqueous emulsion, trade name "Sizepine N-705" manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.) Synthetic sizing agent (alkenyl succinate (solid content concentration 40% by weight), trade name "Sizepine S-"
300” manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.)

【表】 上記の結果から明らかなように、中性抄紙条件
下では市販の各種酸性抄紙用サイズ剤はサイズ効
果を全く発現しなかつた。
[Table] As is clear from the above results, under neutral papermaking conditions, various commercially available acidic papermaking sizing agents did not exhibit any size effect.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ロジン類とC、H、Oからなる3価アルコー
ル及び4価アルコールの少なくとも1種とを、カ
ルボキシル基当量に対する水酸基当量の比率が
0.2〜1.5となる仕込割合で加熱して得られる反応
生成物が水に分散されているサイズ剤をパルプス
ラリーに添加し、硫酸バンドを添加することなく
PH6〜9の中性領域において使用することを特徴
とする中性抄紙サイジング方法。
1. Rosin and at least one kind of trihydric alcohol and tetrahydric alcohol consisting of C, H, and O are mixed in such a manner that the ratio of hydroxyl group equivalent to carboxyl group equivalent is
A sizing agent in which the reaction product obtained by heating is dispersed in water at a charging ratio of 0.2 to 1.5 is added to the pulp slurry, without adding sulfuric acid.
A neutral paper sizing method characterized in that it is used in a neutral range of pH 6 to 9.
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