(57)【要約】  本発明は、（ａ）紙素材系を供給するステップと、（ｂ）高せん断力をかけずにアルケニルコハク酸無水物成分を含む水性サイズエマルションを形成させるステップと、（ｃ）ステップｂで形成されたエマルションを、改良されたサイズ効果を有する後希釈エマルションを生成させる、高せん断力をかけない条件下で、カチオン性成分の存在下に後希釈ステップに供するステップと、（ｄ）後希釈エマルションを紙素材に添加するステップと、（ｅ）紙ウェブを形成させるステップとを含む紙製品をサイジングする方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙製品をサイジングする方法であって、
（ａ）紙素材系を供給するステップと、
（ｂ）高せん断力をかけずに、アルケニルコハク酸無水物成分を含む水性サイズエマルションを形成させるステップと、
（ｃ）ステップｂで形成されたエマルションを、改良されたサイズ効果を有する後希釈エマルションを生成させる、高せん断力をかけない条件下で、カチオン性成分の存在下に後希釈ステップにかけるステップと、
（ｄ）後希釈エマルションを紙素材に添加するステップと、
（ｅ）紙ウェブを形成させるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、ステップ（ｂ）のエマルションが界面活性剤成分をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、ステップ（ｂ）のエマルションが、非イオン性デンプン、アニオン性デンプン、カチオン性デンプンおよびそれらの混合物からなる群から選択された乳化作用を有するデンプンを含むデンプン成分中に懸濁されたアルケニルコハク酸無水物粒子を含むアルケニルコハク酸無水物成分を含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、ステップ（ｂ）のエマルションが界面活性剤成分をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、ステップ（ｂ）のエマルションが、カチオン性ポリマー、非イオン性ポリマー、アニオン性ポリマー、ビニル付加ポリマー、縮合ポリマー、およびそれらの混合物からなる群から選択された水溶性ポリマー溶液中に懸濁されたアルケニルコハク酸無水物粒子を含むアルケニルコハク酸無水物成分を含むエマルションを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、ステップ（ｂ）のエマルションが界面活性剤成分をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、ステップ（ｂ）のエマルションが、水中に懸濁された（ｉ）アルケニルコハク酸無水物粒子と（ｉｉ）界面活性剤成分とを含むアルケニルコハク酸無水物成分を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、ステップ（ｂ）のアルケニルコハク酸無水物成分が、
ａ．８０部から９７部の、式
【化１】
2008531864.tif 000014
（式中、Ｒはジメチレンまたはトリメチレン基を表し、Ｒ’は、アルキル、アルケニル、アラルキルまたはアラルケニル基からなるクラスから選択することができる５個を超える炭素原子を含む疎水基である）
【化２】
2008531864.tif 000015
（式中、Ｒxは少なくとも５個の炭素原子を含むアルキル基であり、Ｒyは少なくとも５個の炭素原子を含むアルキル基であり、かつＲxとＲyとは互換性である）
【化３】
2008531864.tif 000016
（式中、Ｒxは少なくとも５個の炭素原子を含むアルキル基であり、Ｒyは少なくとも５個の炭素原子を含むアルキル基であり、かつＲxとＲyとは互換性である）
に対応する置換された環状ジカルボン酸無水物、および
ｂ．３部から２０部の
【化４】
2008531864.tif 000017
（式中、ｘおよびｎは８から２０の範囲内の整数であり、Ｒはアリール基であり、ｍは５から２０の範囲内の整数であり、かつｉは０、１または２である）
からなる群から選択されたポリオキシアルキレンアルキルもしくはポリオキシアルキレンアルキル−アリールエーテルまたは対応するモノもしくはジエステル
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、ステップ（ｃ）のカチオン性成分が、カチオン性デンプン、カチオン性ポリマー、カチオン性デンプングラフトポリマー、およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、ステップ（ｃ）のカチオン性成分が、カチオン性ビニル付加ポリマー、カチオン性縮合ポリマー、およびそれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、エマルションが０．５ミクロンから３ミクロン未満の範囲のアルケニルコハク酸無水物粒子を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、サイズエマルションが、スルホサクシネート、アルキルおよびアリールアミドおよび第一級、第二級および第三級アミンおよびそれらの対応する第四級塩、脂肪酸、エトキシル化脂肪酸、脂肪族アルコール、エトキシル化脂肪族アルコール、脂肪族エステル、エトキシル化脂肪族エステル、エトキシル化トリグリセリド、ある種のエトキシル化ラノリン、スルホン化アミン、スルホン化アミド、エトキシル化ポリマー、プロポキシル化ポリマー、エトキシル化／プロポキシル化コポリマー、ポリエチレングリコール、リン酸エステル、ホスホン化脂肪酸エトキシレート、ホスホン化脂肪族アルコールエトキシレート、アルキルスルホネート、アリールスルホネート、硫酸アルキル、硫酸アリール、およびそれらの組合せからなる群から選択された界面活性剤成分を用いて形成されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、後希釈ステップが、エマルションとカチオン性デンプン、カチオン性ポリマー、カチオン性デンプングラフトポリマー、およびそれらの混合物とを自然の条件で混合することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、温度が５０℃未満であることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、混合ステップ（ｃ）が１分未満で起こることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、混合ステップ（ｃ）が１秒から２０秒で起こることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法であって、紙が、後希釈ステップにかけていない組成物で作製された紙と比較して、２０％を超えて高いサイズ効果を示すことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、紙が、板紙、ファインペーパー、新聞印刷用紙、およびそれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法であって、後希釈された組成物が１時間から６時間安定であることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法であって、ステップ（ｂ）のエマルションが、非イオン性デンプン、イオン性デンプン、およびそれらの組合せからなる群から選択されたデンプンを含む第１のデンプン成分でアルケニルコハク酸無水物を乳化させ、それによりエマルションを形成させることにより作製されることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、エマルションが界面活性剤成分を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１に記載の方法であって、ステップ（ｂ）のエマルションが、（ｉ）アルケニルコハク酸無水物と（ｉｉ）界面活性剤成分とを含むアルケニルコハク酸無水物成分を水で乳化させ、それにより（ｉ）アルケニルコハク酸無水物粒子と（ｉｉ）界面活性剤成分とを含むアルケニルコハク酸無水物成分を有するエマルションを形成させることにより作製され、水に懸濁されることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１に記載の方法であって、ステップ（ｂ）のエマルションが、界面活性剤成分を場合により含むアルケニルコハク酸無水物成分を水溶性ポリマー溶液で乳化させ、それによりエマルションを形成させることにより作製されることを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１の工程により作製されることを特徴とする紙。
【請求項２５】
請求項２４に記載の紙であって、板紙、ファインペーパー、新聞印刷用紙、およびそれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする紙。
【請求項２６】
紙製品をサイジングする方法であって、
（ａ）紙素材系を供給するステップと、
（ｂ）改良されたサイズ効果を有するエマルションを生成させる、高せん断力をかけない条件下で、カチオン性成分の存在下にエマルションが作製される、高せん断力をかけずにアルケニルコハク酸無水物成分を含む水性サイズエマルションを形成させるステップと、
（ｄ）エマルションを紙素材に添加するステップと、
（ｅ）紙ウェブを形成させるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
紙に塗布されるサイジングの性質が、紙への液体の耐濡れ性または耐浸透性に関する繊維基材の能力に関係することは周知である。アルケニルコハク酸無水物セルロース反応性サイズ剤の水性分散液は、製紙および板紙製造産業において、印刷および筆記グレード（writing grade）ならびに漂白および非漂白板紙グレードを含む広範囲のグレードをサイジングするために、長年にわたり広く使用されてきた。セルロース反応性アルケニルコハク酸無水物は、紙および板紙製品に疎水性を付与する。
【０００２】
サイジング特性を獲得するために使用される化学薬品は、内部サイズ剤または表面サイズ剤のどちらかとして知られている。内部サイズ剤はロジン系もしくはアルケニルコハク酸無水物などの合成サイズ剤または他の材料であってよい。内部サイズ剤はシート形成に先立って紙パルプに添加される。表面サイズ剤は、紙シートが形成された後に、最も一般的にはサイズプレスで添加されるサイズ剤であるが、噴霧塗布も使用することができる。
【０００３】
アルケニルコハク酸無水物サイズ剤は、通常、デンプンまたはポリマーなどのカチオン性または両性の親水性物質中に分散させることにより適用される。デンプンまたはポリマーに分散したアルケニルコハク酸無水物サイズエマルションは、紙ウェブ形成前にパルプスラリーに添加される。製紙系にアルケニルコハク酸無水物サイズエマルションを添加するこのタイプは、一般に、アルケニルコハク酸無水物のウェットエンド添加または内部添加と称せられる。
【０００４】
伝統的な乳化方法を使用するアルケニルコハク酸無水物などのウェットエンド適用セルロース反応性サイズ剤の塗布は、次の不利な点を有する。カチオン性デンプン中におけるＡＳＡ乳化は、乳化のために高いデンプン／サイズ比が必要になる。また、上記の問題に加えて、デンプンは、安定な高品質のＡＳＡエマルションを生成させるのに適した高品質のデンプンである必要がある。カチオン性ポリマーまたはデンプンをグラフトしたポリマー中におけるＡＳＡ乳化も、デンプンよりは低いポリマー／サイズ剤比を使用するが、安定な高品質のＡＳＡエマルションを生成させるポリマーが、乳化のために必要になる。デンプンまたはポリマー溶液中におけるＡＳＡの伝統的な乳化は、高せん断条件も必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＡＳＡ乳化のために、より簡単で費用もより少ない、低せん断の装置を使用する、ウェットエンドで紙をサイジングする改良法を開発することは望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、（ａ）紙素材系を提供するステップと、（ｂ）高せん断力をかけずにアルケニルコハク酸無水物成分を含む水性サイズエマルションを形成させるステップと、（ｃ）ステップｂで形成されたエマルションを、改良されたサイズ効果を有する後希釈エマルションを生成させる、高せん断力をかけない条件下で、カチオン性成分の存在下に後希釈（post-dilution）ステップにかけるステップと、（ｄ）後希釈エマルションを紙素材に添加するステップと、（ｅ）紙ウェブを形成させるステップとを含む、紙製品をサイジングする方法に関する。
【０００７】
一つの実施形態において、本発明は上記の工程により作製される紙に関する。
【０００８】
一つの実施形態において、本発明は、
（ａ）紙素材系を供給するステップと、
（ｂ）エマルションが、改良されたサイズ効果を有するエマルションを生成させる、高せん断力をかけない条件下で、カチオン性成分の存在下に作製される、高せん断力をかけずにアルケニルコハク酸無水物成分を含む水性サイズエマルションを形成させるステップと、
（ｄ）エマルションを紙素材に添加するステップと、
（ｅ）紙ウェブを形成させるステップと、を含む紙製品をサイジングする方法に関する。
【０００９】
本発明のこれらの、および他の特徴、態様および利点は、次の説明および付記した特許請求の範囲を参照してよりよく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施例以外では、または特に断らない場合には、本明細書および特許請求の範囲で使用される成分の量、反応条件等に関する全ての数または表現は、全ての場合に「約」という用語により修飾されていると解釈されるものとする。本特許出願においては、種々の数の範囲が開示されている。これらの範囲は連続的であるから、それらは最小と最大の間の全ての値を含む。他の表現が示されていない限り、本明細書中で特定される種々の数の範囲は近似値である。
【００１１】
後希釈ステップに先立って調製されたエマルションは、アルケニルコハク酸無水物含有エマルションを含み、それは後希釈ステップにかけられたときに、後希釈ステップにかけられなかったエマルションに比較して、サイズ効果を改善する。例えば、エマルションは、非イオン性デンプン、アニオン性デンプン、カチオン性デンプンおよびそれらの混合物からなる群から選択された乳化作用を有するデンプンを含むデンプン成分中に懸濁されたアルケニルコハク酸無水物粒子を含むアルケニルコハク酸無水物成分を含むことができる。乳化のために使用されるデンプンは、トウモロコシ、ジャガイモ、コムギ、タピオカまたはソルガムによるものであってよく、それらは酵素、高温または化学的／熱的変換技法の使用により変形することができる。
【００１２】
あるいは、エマルションは、カチオン性ポリマー、非イオン性ポリマー、アニオン性ポリマー、ビニル付加ポリマー、縮合ポリマー、およびそれらの混合物からなる群から選択された水溶性ポリマー溶液中に懸濁されたアルケニルコハク酸無水物粒子を含むアルケニルコハク酸無水物成分を含むことができる。本発明の１つの変形において、本発明は、水に懸濁された（ｉ）アルケニルコハク酸無水物粒子と（ｉｉ）界面活性剤成分とを含むアルケニルコハク酸無水物成分を含む。
【００１３】
ステップ（ｂ）のエマルションは、任意の適当な方法により作製することができる。通常、エマルションは、乳化剤例えば界面活性剤を用いて作製される。カチオン性ポリマーまたはカチオン性デンプンは存在してもよいが、それらは必要とはされない。アルケニルコハク酸無水物のポリマーまたはデンプン固体に対する重量比は、通常１対０．０２から１対１、または１対０．０５から１対０．５または１対０．１から１対０．２の範囲にある。例えば、１つの実施形態において、ステップ（ｂ）のエマルションは、（ｉ）アルケニルコハク酸無水物と（ｉｉ）界面活性剤成分とを含むアルケニルコハク酸無水物成分を水で乳化させ、それにより、水中に懸濁された（ｉ）アルケニルコハク酸無水物粒子と（ｉｉ）界面活性剤成分とを含むアルケニルコハク酸無水物成分を有するエマルションを形成させることにより、作製することができる。あるいは、ステップ（ｂ）のエマルションは、界面活性剤を場合により含むアルケニルコハク酸無水物成分を水溶性ポリマー溶液で乳化させ、それによりエマルションを形成させることにより作製することができる。サイズエマルションは、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを使用して、またはスルホサクシネート類、アルキルおよびアリールアミド類および第一級、第二級および第三級アミン類およびそれらの対応する第四級塩類、脂肪酸類、エトキシル化脂肪酸類、脂肪族アルコール類、エトキシル化脂肪族アルコール類、脂肪族エステル類、エトキシル化脂肪族エステル類、エトキシル化トリグリセリド類、ある種のエトキシル化ラノリン、スルホン化アミン類、スルホン化アミド類、エトキシル化ポリマー類、プロポキシル化ポリマー類、エトキシル化／プロポキシル化コポリマー類、ポリエチレングリコール類、リン酸エステル類、ホスホン化脂肪酸エトキシレート類、ホスホン化脂肪族アルコールエトキシレート類、アルキルスルホネート類、アリールスルホネート類、硫酸アルキル類、硫酸アリール類、およびそれらの組合せからなる群から選択された１つの界面活性剤を使用して形成させることができる。
【００１４】
アルケニルコハク酸無水物を乳化するために使用されるポリマーは、本発明に従って使用されるときに、本発明に基づくエマルションを生成させることができる任意のポリマーであってよい。このサイズ組成物のエマルションにおいて使用される適当なポリマーの例には、０から約９０％、より好ましくは０から約１０％で変化する荷電置換範囲を有するアニオン性、カチオン性、非イオン性および両性電荷特性を有するビニル付加および縮合ポリマーを含む高分子安定剤が挙げられる。さらに、上記の合成高分子安定剤の分子量は、通常、約１０，０００から約１千万ドルトン、または約１００，０００から約２百万、または約２００，００から約百万ドルトンの範囲にある値の中に収まる。本明細書で挙げる全ての分子量は重量平均である。
【００１５】
一般的に、本発明の適当な水溶性ポリマーは、カチオン性ビニル付加ポリマー、アニオン性ビニル付加ポリマー、中性ポリマー、両性ポリマーおよび縮合ポリマーである。
【００１６】
適当なポリマーの例には、１０，０００ドルトンから３，０００，０００ドルトンの範囲の分子量を有する水溶性ポリマーが挙げられる。本発明で使用される実質的に水溶性のポリマーは、次のモノマーからなるホモポリマーおよびコポリマーならびにターポリマーおよびテトラポリマーに至るそれらの組合せを含むが、これらに限定はされない：アクリルアミド、塩化ジアリルジメチルアンモニウム、アクリル酸ジメチルアミノエチル、四級化アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエルアミノエチル、四級化アクリル酸ジエルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、四級化メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルおよびその四級化物、塩化メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム、アクリル酸。適当なポリマーには、「マンニッヒ」反応させたアクリルアミドのポリマーおよびコポリマーも含まれる。１つの実施形態では、対応するマンニッヒ四級化物も可能性ある水溶性ポリマーである。他の水溶性ポリマーの例には、実質的に水溶性および水分散性のスチレン−アクリル酸アルキル、スチレン−アルキルアクリル系（ａｌｋｙｌａｃｒｙｌｉｃｓ）、スチレン−マレイン酸、スチレン−マレイン酸アミド、スチレン−マレイン酸エステル、スチレン−マレイン酸アミドエステル、およびそれらの対応する塩からなるコポリマーが挙げられる。他の実施形態において、適当なポリマーには、上記モノマーの反応生成物、ポリウレタン分散液とポリビニルアルコール、ポリ（ビニルアルコール−ビニルアミン）、それらの対応するアセテートもしくはホルマメートまたは部分加水分解ポリマー、またはポリビニルアミンとの組合せを含む水性分散液が含まれる。
【００１７】
例として、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキルおよび／またはアミドおよび／または（メタ）アクリル酸アルキル、スチレン、イソブチレン、ジイソブチレン、酢酸ビニルおよび／またはアクリロニトリルのコポリマーが挙げられる。例として、トリメチレンジアミンと１，２−ジクロロエタンもしくは１，３−ジクロロプロパン；アジピン酸とジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミンもしくは類似のポリアルキレンの縮合ポリマー；ポリアミド；エピクロルヒドリンとの後続反応生成物；ジメチルアミン−エピクロロヒドリン；エチレンジアミンポリアクリルアミドが含まれる。例として、ポリビニルピリジン、ポリ−Ｎ−メチルピリジニウムクロリド、トリアルキルアミンで四級化されたポリ−ｐ−クロロスチレンが含まれる。そのような適当なポリマーの例は、その全体を本願に引用して援用する米国特許第４，６５７，９４６号、第４，７８４，７２７号、第３，４４５，３３０号, 第６，３４６，５５４号に記載されている。
【００１８】
本発明の実施形態に含まれる天然ポリマー、ガム、およびそれらの抽出物は、次のリストから取得される：グアー、アラビアゴム、寒天、アルギン、カラギーナン、セルロースおよびその誘導体、キチン、キトサン、ダマール、デキストラン、デキストリン、エチルセルロース、ゼラチン、ジェランガム、ヤラッパ、カラヤゴム、コブ、ローカストビーンガム、メチルセルロース、オリバナム、ペクチン、ラムザンガム、サンダラック、トラガカント、ウェランおよびキサンテン。これには、天然ポリマーの塩および誘導体が含まれる。ポリマーはそれらの天然の状態であっても、誘導体化されてその後塩もしくは他の誘導体（例えばヒドロキシエチル化）を形成してもよい。生成物は、アニオン性、カチオン性、両性または中性であってよい。
【００１９】
エマルションは高せん断力をかけずに（低せん断条件で）作製することができて、例えば、これらのせん断条件は、遠心ポンプ、インライン静的ミキサー、蠕動ポンプ、およびそれらの組合せの群から選択された装置により作り出される。
【００２０】
アルケニルコハク酸無水物成分は、通常、コハク酸無水物ペンダント基（側鎖基）を含むモノ不飽和炭化水素鎖で構成されたアルケニルコハク酸無水物化合物を含む。アルケニルコハク酸無水物化合物は、通常、液体であって、マレイン酸無水物および適当なオレフィンから誘導することができる。アルケニルコハク酸無水物化合物は固体であってもよい。
【００２１】
一般的にいえば、アルケニルコハク酸無水物化合物は、異性化したＣ14〜Ｃ20モノオレフィン、好ましくは過剰の内部オレフィンと無水マレイン酸とを、アルケニルコハク酸無水物化合物を形成するのに十分な温度でおよび時間をかけて反応させることにより作製することができる。
【００２２】
アルケニルコハク酸無水物化合物の調製に使用すべきオレフィンが、例えばα−オレフィンである場合のように、内部オレフィンでないならば、そのオレフィンを先ず異性化して内部オレフィンを提供することが好ましいといえる。アルケニルコハク酸無水物化合物の調製に使用することができるオレフィンは、線状でも分岐していてもよい。好ましくは、オレフィンは少なくとも約１４個の炭素原子を含むことができる。アルケニルコハク酸無水物化合物の代表的な構造は、例えば、その全体を本願に引用して援用する米国特許第４，０４０，９００号に開示されている。アルケニルコハク酸無水物化合物およびその調製方法は、例えば、Ｃ．Ｅ．ファーレイおよびＲ．Ｂ．ワッサー、「Ｔｈｅ  Ｓｉｚｉｎｇ  ｏｆ  Ｐａｐｅｒ、第２版」、Ｗ．Ｆ．レイノルズ編，ＴＡＰＰＩ  Ｐｒｅｓｓ，１９８９年、５１〜６２頁に記載されており、その開示を全体としてここで本願に引用して援用する。
【００２３】
アルケニルコハク酸無水物成分は、幾らかの加水分解されたアルケニルコハク酸無水物を含んでいてよい。加水分解されたアルケニルコハク酸無水物の量は、アルケニルコハク酸無水物成分の全重量を基準にして約１ｗｔ％から約３０ｗｔ％の範囲であってよい。
【００２４】
アルケニルコハク酸無水物成分は、
ａ．８０部から９７部の式
【化１】
2008531864.tif 000002
（式中、Ｒはジメチレンまたはトリメチレン基を表し、Ｒ’は、アルキル、アルケニル、アラルキルまたはアラルケニル基からなるクラスから選択することができる５個を超える炭素原子を含む疎水基である）
【化２】
2008531864.tif 000003
（式中、Ｒxは少なくとも５個の炭素原子を含むアルキル基であり、Ｒyは少なくとも５個の炭素原子を含むアルキル基であり、かつＲxとＲyとは互換性である）
【化３】
2008531864.tif 000004
（式中、Ｒxは少なくとも５個の炭素原子を含むアルキル基であり、Ｒyは少なくとも５個の炭素原子を含むアルキル基であり、かつＲxとＲyとは互換性である）
に対応する置換された環状ジカルボン酸無水物、および
ｂ．３部から２０部の
【化４】
2008531864.tif 000005
（式中、ｘおよびｎは８から２０の範囲内の整数であり、Ｒはアリール基であり、ｍは５から２０の範囲内の整数であり、かつｉは０、１または２である）
からなる群から選択されたポリオキシアルキレンアルキルもしくはポリオキシアルキレンアルキル−アリールエーテルまたは対応するモノもしくはジエステル
を含むことができる。
【００２５】
アルケニルコハク酸無水物成分は、通常、エマルションの全重量を基準にして少なくとも約０．０１ｗｔ％、または約０．１ｗｔ％から約２０ｗｔ％、または約０．３ｗｔ％から約１５ｗｔ％になる量でエマルション中に存在する。エマルションは、通常、０．５ミクロンから３ミクロン未満の範囲のアルケニルコハク酸無水物粒子を含む。
【００２６】
エマルションを作製するために界面活性剤が使用されるとき、界面活性剤成分は、本発明によるエマルションを作製するために使用されたときに、凝集を最小化して、エマルションが繊維状基質に接触した後で繊維状基質に有用なサイジング特性を付与するエマルションを生成させる界面活性剤を含む。界面活性剤成分は、エマルションが作製されるときに、乳化剤として機能する。界面活性剤成分は、エマルションが作製されるときにアルケニルコハク酸無水物と水成分とによる乳化を容易にする。通常、界面活性剤はアニオン性もしくは非イオン性であるか、またはカチオン性であってもよく、かつ広範囲のＨＬＢ値を有することができる。
【００２７】
適当な界面活性剤の例としては、アルキルおよびアリールの第一級、第二級および第三級アミンおよびそれらの対応する第四級塩、スルホコハク酸塩類、脂肪酸類、エトキシル化脂肪酸類、脂肪族アルコール類、エトキシル化脂肪族アルコール類、脂肪族エステル類、エトキシル化脂肪族エステル類、エトキシル化トリグリセリド類、スルホン化アミド類、スルホン化アミン類、エトキシル化ポリマー、プロポキシル化ポリマーまたはエトキシル化／プロポキシル化コポリマー、ポリエチレングリコール、リン酸エステル類、ホスホン化脂肪酸エトキシレート類、ホスホン化脂肪族アルコールエトキシレート類、ならびにアルキルおよびアリールスルホン酸塩および硫酸塩が含まれるが、これらに限定はされない。好ましい適当な界面活性剤の例としては、アミド類、エトキシル化ポリマー、プロポキシル化ポリマーもしくはエトキシル化／プロポキシル化コポリマー、脂肪族アルコール類、エトキシル化脂肪族アルコール類、脂肪族エステル類、カルボキシル化アルコール類もしくはアルキルフェノールエトキシレート類、カルボン酸類、脂肪酸類、ジフェニルスルホン酸誘導体、エトキシル化アルコール類、エトキシル化脂肪族アルコール類、エトキシル化アルキルフェノール類、エトキシル化アミン類、エトキシル化アミド類、エトキシル化アリールフェノール類、エトキシル化脂肪酸類、エトキシル化トリグリセリド類、エトキシル化脂肪族エステル類、エトキシル化グリコールエステル類、ポリエチレングリコール類、脂肪酸エステル類、グリセロールエステル類、グリコールエステル類、ある種のラノリン系誘導体、モノグリセリド類、ジグリセリド類および誘導体、オレフィンスルホネート類、リン酸エステル類、有機リン誘導体、ホスホン化脂肪酸エトキシレート類、ホスホン化脂肪族アルコールエトキシレート類、ポリエチレングリコール類、高分子多糖、プロポキシル化およびエトキシル化脂肪酸、アルキルおよびアリール硫酸塩およびスルホン酸塩、エトキシル化アルキルフェノール類、スルホスクシナメート類、スルホコハク酸塩が挙げられるが、これらに限定はされない。
【００２８】
１つの実施形態において、界面活性剤成分は、式（Ｉ）のトリアルキルアミン、
【化５】
2008531864.tif 000006
式（Ｉ）のトリアルキルアミンの硫酸ジメチル第四級塩、式（Ｉ）のトリアルキルアミンの塩化ベンジル第四級塩、および式（Ｉ）のトリアルキルアミンの硫酸ジエチル第四級塩（式中、Ｒ1はメチルまたはエチルであり、Ｒ2はメチルまたはエチルであり、およびＲ3は１４から２４個の炭素原子を有するアルキルである）からなる群から選択されたアミンを含む。他の実施形態において、界面活性剤はこのアミンを除外する。
【００２９】
界面活性剤レベルは、アルケニルコハク酸無水物成分を基準にして約０．１重量％から約２０重量％までの範囲にすることができる。
【００３０】
次の例は、ある条件では適当な結果を提供しない（役に立たないサイジング特性を有する紙製品を生ずる）ことが見出された：ソルビタンモノラウレート（Ａｒｌａｃｅｌ  ２０）、エトキシル化ソルビタントリオレエイト（Ｔｗｅｅｎ  ８５）、プロポキシル化ラノリン（Ｓｏｌｕｌａｎ  ＰＢ−５）、エトキシル化ラノリン（Ｌａｎｅｔｏ  １００）、ソルビタントリオレエイト（Ｓｐａｎ  ８５）、イソステアリン酸アルカノールアミド（Ｍｏｎｏａｍｉｄ  １５０−ＩＳ）、ヒドロキシル化ミルクグリセリド（Ｃｒｅｍｏｐｈｏｒ  ＨＭＧ）、スルホコハク酸ナトリウムのビス（トリデシル）エステル（ＡＥＲＯＳＯＬ（登録商標）、ＴＲ−７０）。
【００３１】
後希釈ステップは、通常、エマルションをカチオン性成分と自然条件で混合することを含む。カチオン性成分は、カチオン性デンプン、カチオン性ポリマー、カチオン性デンプングラフトポリマー、およびそれらの混合物からなる群から選択することができる。また、カチオン性成分は、カチオン性ビニル付加ポリマー、カチオン性縮合ポリマー、およびそれらの組合せからなる群から選択することもできる。後希釈ステップのために使用されるデンプンは、トウモロコシ、ジャガイモ、コムギ、タピオカまたはソルガムによるものであってよく、それらは酵素、高温または化学的／熱的変換技法の使用により変形することができる。後希釈ステップのために使用されるデンプンは、カチオン性でなければならない。
【００３２】
後希釈ステップにおけるカチオン性成分固体のアルケニルコハク酸無水物に対する比は０．１：１から４：１の範囲にあるべきであるが、幾つかの場合には５０：１のように高くすることもできる。この比は個々の製紙用途に対する要求に依存するであろう。
【００３３】
本発明の工程を実施することができる温度は、通常５０℃未満である。本発明の工程が実施されるｐＨは、用途によって変化する。例えば、ｐＨは４から８または６から８にすることができる。後希釈ステップは、通常、低せん断条件下で実施され、例えば、これらのせん断条件は、遠心ポンプ、インライン静的ミキサー、蠕動ポンプ、ビーカー中の磁気撹拌子、立型撹拌機、およびそれらの組合せの群から選択されるような装置により作製される。後希釈（post-dilution）ステップは通常実施されるが、１つの実施形態においては、アルケニルコハク酸無水物が第２のカチオン性成分で後希釈されるのではなくカチオン性成分中で乳化されるかどうかは任意選択である。
【００３４】
ステップ（ｃ）における混合の時間は、通常１分未満である。例えば、ステップ（ｃ）における混合は１秒から２０秒で起こり得る。
【００３５】
後希釈された組成物の安定性はさまざまである。例えば、後希釈された組成物は１時間から６時間安定であり得る。
【００３６】
本発明の方法は価値ある利点を提供する。例えば、本発明に従ってサイジングされた紙は、通常、後希釈ステップにかけなかった組成物で作製された紙に比較して、２０％を超えるサイズ効果を示す。本発明の方法でサイジングすることができる紙は、板紙、ファインペーパー、新聞印刷用紙、およびそれらの組合せからなる群から選択することができる。このように本発明は本出願人の発明で処理される紙にも向けることができる。
【００３７】
本発明を次の例示的実施例でさらに説明するが、特に断らない限り、全ての部および百分率は重量による。
【実施例】
【００３８】
手漉き試験−実施例１〜１２：
低せん断アルケニルコハク酸無水物（ＡＳＡ）性能の評価を、水、ポリマーまたはデンプンを使用してＡＳＡエマルションを調製し、エマルション粒子サイズ分布の特性を決定し、これらのエマルションを供給紙料に添加し、手漉き紙シートを形成させ、手漉き紙のサイジングを測定することにより実施した。低せん断エマルションの性能を従来の高せん断ＡＳＡエマルションと比較した。
【００３９】
遠心ポンプを使用する水中における低せん断ＡＳＡの乳化−方法１：
単一インペラー開放供給式１馬力遠心ポンプを１７００ｒｐｍの速度で使用して、５％Ｂｒｉｊ（登録商標）９８界面活性剤を含むアルケニルコハク酸無水物（ＡＳＡ）を、水中で乳化させた。低せん断遠心ポンプを水道水供給口に接続し、水道水給水圧を使用してポンプを作動させた。乳化に先立っての、水道水のｐＨまたは温度調節は行わなかった。ＡＳＡはギアポンプにより検量塔（calibration column）から遠心ポンプに供給した。ＡＳＡは遠心ポンプのすぐ手前の水導入口へ入れた。水の流量は約１Ｌ／分であり、ＡＳＡ流量は約２４０ｍＬ／分であった。遠心ポンプは再循環なしの１回通過乳化工程であった。その結果生成したＡＳＡエマルションは１９重量パーセントのＡＳＡを含んでいた。
【００４０】
遠心ポンプを使用するポリマーまたはデンプン溶液中における低せん断ＡＳＡの乳化−方法２：
ポリマーまたはデンプンを、変速ギアポンプを使用して水ラインに加え、それをＡＳＡの流れと合わせる前にインライン静的ミキサーを使用して混合した以外は、水中の乳化と同様にしてポリマーまたはデンプン溶液中で５％Ｂｒｉｊ（登録商標）９８界面活性剤を含むＡＳＡの乳化を行った。遠心ポンプは１７００ｒｐｍと３６００ｒｐｍの間の速度で作動させた。エマルション中のＡＳＡ濃度は、個々の試験によって約３ｗｔ％から約１０ｗｔ％で変化させた。水、ＡＳＡおよびポリマーもしくはデンプンを合わせた流量は約１Ｌ／分であった。
【００４１】
高せん断でのＡＳＡ乳化：
家庭用ミキサーを高速で９０〜１８０秒間使用して、ポリマーまたはデンプン溶液で、高せん断ＡＳＡ、ＢＡＹＳＩＺＥ（登録商標）Ｉ−１８サイズ（ＬＡＮＸＥＳＳ社）エマルションを調製した。実施例で詳細を参照されたい。
【００４２】
エマルション粒子サイズ分析：
エマルションの粒子サイズを測定するために、市販の光分散粒子分析装置Ｈｏｒｉｂａ  ＬＡ−３００を使用した。結果はミクロンでの平均粒子サイズとして示す。
【００４３】
実施例１〜１０において使用した手漉き調製工程：
１０重量％の沈殿炭酸カルシウムを添加して、ｐＨを７．８に調節し、５００ｍＬのカナダ標準ろ水度（ＣＳＦ）に精錬した漂白硬木（bleached hardwood）および軟木（softwood）クラフトパルプの５０／５０混合物の供給紙料を使用して、手漉きシートを調製した。
【００４４】
供給紙料調製のためには脱イオン水を使用し、追加の８０ｐｐｍの硫酸ナトリウムおよび５０ｐｐｍの塩化カルシウムを添加した。
【００４５】
混合しながら、１バッチのパルプを、１７ｇのセルロース繊維および炭酸カルシウムを含む０．７１％の固体で、水道水で０．２５ｗｔ％に希釈したＡＳＡエマルションにより処理した。ミョウバンもそのバッチに添加し、乾燥繊維１トン当り５重量ポンド（ｌｂ）の供給量で適用した。ミョウバンはＡＳＡエマルション添加の３０秒前に適用した。６０秒の接触時間の後、乾燥繊維１トン当り１重量ポンド（ｌｂ）のアニオン性歩留向上剤を添加し、１５秒間混合を継続した。
【００４６】
標準の（８”×８”）Ｎｏｂｅｌ  ＆  Ｗｏｏｄｓ手漉き型枠を使用し、１２１ｇ／ｍ2の坪量を目標にして、３枚の５．０ｇ紙シートを形成させた。各シートを、空気圧式ロールプレスのニップ（ロール間隙）中フェルトの間で、約１５ｐｓｉｇで加圧して、回転乾燥機上２４０°Ｆ（１１５．５５℃）で乾燥した。
【００４７】
紙サイジング評価手順：
紙サイジングを評価するために、２分Ｃｏｂｂ試験またはインク浸透保持試験（Ｉｎｋ  Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  Ｈｏｌｄｏｕｔ  ｔｅｓｔ）を使用した。
【００４８】
２分ＣＯＢＢ試験：
手漉きシートのサイジングを、２分Ｃｏｂｂ試験を使用して試験した。試験は、ＴＡＰＰＩ試験方法Ｔ４４１ｏｍ−９０に従って実施した。この試験では、１００−ｃｍ2リングを使用した。
【００４９】
インク浸透保持：
インク浸透保持は、米国特許第５，４８３，０７８号に記載された装置を使用したことを除き、ＴＡＰＰＩ方法Ｔ５３０ｐｍ−８９に記載されたものと同様な方法を使用して測定した。この試験は、インクに接触する側の反対側で紙の反射が初期値の８０％に減少する時間（秒）を測定する。インクはｐＨ７に緩衝させた１．２５％ナフトールグリーンＢ染料からなる。試験値は、その値が坪量の３乗として変化すると仮定して、紙の坪量に対して正規化した。結果は秒の単位で表した。
【００５０】
実施例１：
５％のＢｒｉｊ９８界面活性剤を含むＡＳＡを、高分子量カチオン性アクリルアミドポリマーであるＢＡＹＳＩＺＥ（登録商標）ＥＬＳポリマー（ＬＡＮＸＥＳＳ社）水溶液中で、サイズ剤のポリマー固体に対する比を１／０．１にして乳化した。
【００５１】
乳化は、遠心ポンプを３０００ｒｐｍの速度で使用して、方法２により実施した。乳化工程の間、ＡＳＡの流れは５３ｍＬ／分であり、１０．８％（ｗ／ｗ）ポリマー溶液の流れは４７ｍＬ／分であり、水流は１０３０ｍＬ／分であった。エマルション中のサイズ剤濃度は４．８８％（ｗ／ｗ）であった。エマルション粒子サイズは１．１８ミクロンであった。このエマルションで手漉きシートを調製し、この手漉きシートのサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００５２】
実施例２（比較例）：
ＢＡＹＳＩＺＥ  Ｉ １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）を、高分子量カチオン性アクリルアミドポリマーであるＢＡＹＳＩＺＥ  Ｅ  ＬＳポリマー（ＬＡＮＸＥＳＳ社）水溶液中で、サイズ剤のポリマー固体に対する比を１／０．１にして乳化させた。乳化工程の間に、２０．２ｇのＢＡＹＳＩＺＥ Ｉ  １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）を１００ｇの２．０２％（ｗ／ｗ）ポリマー溶液に添加し、家庭用ミキサーで高速で３分間混合した。エマルション粒子サイズは０．７２ミクロンであった。手漉きシートはこのエマルションで調製し、これらの手漉きシートのサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００５３】
【表１】
2008531864.tif 000007
【００５４】
低せん断ＡＳＡのエマルション（実施例１）は、低いサイズ剤用量では、高せん断ＡＳＡエマルション（実施例２）よりも劣る紙サイジングをもたらしたが、用量を増加させたとき、または５重量ポンド／トン（ｌｂ／ｔ）のミョウバンを添加したときには、両方のサイズ剤のサイジング性能が同等であった。
【００５５】
実施例３：
５％（ｗ／ｗ）のＢｒｉｊ９８界面活性剤を含むＡＳＡを、低分子量カチオン性アクリルアミドポリマーであるＢＡＹＳＩＺＥ（登録商標）Ｅ  ＨＥポリマー（ＬＡＮＸＥＳＳ社）の水溶液中で、サイズ剤のポリマー固体に対する比を１／０．１５にして乳化させた。
【００５６】
遠心ポンプを１７００ｒｐｍの速度で使用して、方法２により乳化を実施した。乳化工程の間、ＡＳＡの流れは５０ｍＬ／分であり、２６ｗｔ％ポリマー溶液の流れは２６ｍＬ／分であり、水流は１９０９ｍＬ／分であった。エマルション中のサイズ剤濃度は４．８ｗｔ％であった。エマルション粒子サイズは２．３ミクロンであった。このエマルションで手漉きシートを調製し、この手漉きシートのサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００５７】
実施例４（比較例）：
ＢＡＹＳＩＺＥ  Ｉ  １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）を、低分子量カチオン性アクリルアミドポリマーであるＢＡＹＳＩＺＥ  Ｅ  ＨＥポリマー（ＬＡＮＸＥＳＳ社）の水溶液中で、サイズ剤のポリマー固体に対する比を１／０．１５にして乳化させた。乳化工程の間に、２０．２ｇのＢＡＹＳＩＺＥ  Ｉ  １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）を１０１ｇの３％（ｗ／ｗ）ポリマー溶液に加え、家庭用ミキサーで３分間高速で混合させた。エマルション粒子サイズは１．１ミクロンであった。このエマルションで手漉きシートを調製し、この手漉きシートのサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００５８】
【表２】
2008531864.tif 000008
【００５９】
低分子量カチオン性ポリマーで乳化させた低せん断ＡＳＡ（実施例３）のサイジング性能は、高用量のサイズ剤を使用したときに、同じ低分子量カチオン性ポリマーで乳化させた高せん断ＡＳＡ（実施例４）の性能に匹敵した。低用量のサイズ剤をミョウバンと併用したときも、サイジング性能は対等であった。
【００６０】
実施例５：
５％（ｗ／ｗ）のＢｒｉｊ９８界面活性剤を含むＡＳＡを、Ｈｉ−Ｃａｔ  ＣＷＳアルファ化デンプン（Ｒｏｑｕｅｔｔｅ社）の溶液中で、サイズ剤のデンプン固体に対する比を１／１にして乳化させた。遠心ポンプを２４００ｒｐｍの速度で使用して、方法２により乳化を実施した。乳化工程の間、ＡＳＡの流れは４４．５ｍＬ／分であり、４．１９％（ｗ／ｗ）デンプン溶液の流れは９５５．５Ｌ／分であり、水流はなかった。エマルション中のサイズ剤濃度は４．２１％（ｗ／ｗ）であった。エマルション粒子サイズは３．６ミクロンであった。このエマルションで手漉きシートを調製し、この手漉きシートのサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００６１】
実施例６：
５％（ｗ／ｗ）のＢｒｉｊ９８界面活性剤を含むＡＳＡを水道水中で乳化させた。
【００６２】
遠心ポンプを１７００ｒｐｍの速度で使用して、方法１により乳化を実施した。乳化工程の間、ＡＳＡの流れは４４．５ｍＬ／分であり、水流は９５５．５ｍＬ／分であった。エマルション中のサイズ剤濃度は４．２％（ｗ／ｗ）であった。エマルション粒子サイズは１．５ミクロンであった。エマルションは、Ｈｉ−Ｃａｔ  ＣＷＳアルファ化デンプン（Ｒｏｑｕｅｔｔｅ社）の４．１９％（ｗ／ｗ）溶液で後希釈した。後希釈されたエマルション中のサイズ剤のデンプン固体に対する比は１／１であった。このエマルションで手漉きシートを調製し、この手漉きシートのサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００６３】
実施例７（比較例）：
ＢＡＹＳＩＺＥ  Ｉ  １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）をＨｉ−Ｃａｔ  ＣＷＳアルファ化デンプン（Ｒｏｑｕｅｔｔｅ社）の水溶液中で、サイズ剤のデンプン固体に対する比を１／１にして乳化させた。
【００６４】
乳化工程の間に、８．０８ｇのＢＡＹＳＩＺＥ  Ｉ  １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）を１９１．９２ｇの４．１９％（ｗ／ｗ）デンプン溶液に加え、家庭用ミキサーで９０秒間高速で混合させた。エマルション粒子サイズは０．６２ミクロンであった。このエマルションで手漉きシートを調製し、この手漉きシートのサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００６５】
【表３】
2008531864.tif 000009
【００６６】
カチオン性デンプン溶液中で、乳化された低せん断ＡＳＡ（実施例５）は、同じデンプン溶液中で乳化された高せん断ＡＳＡ（実施例７）と同様な性能を与えた。低せん断ＡＳＡを水中で乳化させてデンプン溶液で後希釈してサイズ剤のデンプン固体に対する比を１／１にしたとき、性能は悪くなった。
【００６７】
実施例８：
５ｗｔ％のＢｒｉｊ９８界面活性剤を含むＡＳＡの６．０ｇの量を、家庭用ミキサーを低速で３０秒間使用して、１１４ｇの０．５３％（ｗ／ｗ）ＢＡＹＳＩＺＥ（登録商標）Ｅ  ＨＥポリマー（ＬＡＮＸＥＳＳ社）水溶液で乳化させた。エマルション粒子サイズは１．３ミクロンであった。このエマルションで手漉きシートを調製した。手漉きシート作製工程の間に、各セットを５重量ポンド／トン（ｌｂ／ｔ）のミョウバンで処理した。これらの手漉きシートのサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００６８】
実施例９：
５％（ｗ／ｗ）のＢｒｉｊ９８界面活性剤を含むＡＳＡ６．０ｇを、１１４．０ｇの水道水中で、家庭用ミキサーを低速で３０秒間使用して乳化させた。エマルション粒子サイズは０．９５ミクロンであった。１０ｇのエマルションを低分子量カチオン性アクリルアミドポリマーであるＢＡＹＳＩＺＥ  Ｅ  ＨＥポリマー（ＬＡＮＸＥＳＳ社）の０．０２６ｗｔ％水溶液の１９０ｇで後希釈した。このエマルションで手漉きシートを調製した。手漉きシート作製工程の間に、各セットを５重量ポンド／トン（ｌｂ／ｔ）のミョウバンで処理した。これらの手漉きシートのサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００６９】
実施例１０（比較例）：
ＢＡＹＳＩＺＥ  Ｉ  １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）を低分子量カチオン性アクリルアミドポリマーであるＢＡＹＳＩＺＥ  Ｅ  ＨＥポリマー（ＬＡＮＸＥＳＳ社）の水溶液中で、サイズ剤のポリマー固体に対する比を１／０．１にして乳化させた。乳化工程の間に、２０ｇのＢＡＹＳＩＺＥ  Ｉ  １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）を１００ｇの２％（ｗ／ｗ）ポリマー溶液に加え、家庭用ミキサーで３分間高速で混合した。エマルション粒子サイズは１．０ミクロンであった。このエマルションで手漉きシートを調製した。手漉きシート作製工程の間に、各セットを５重量ポンド／トン（ｌｂ／ｔ）のミョウバンで処理した。これらの手漉きシートのサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００７０】
【表４】
2008531864.tif 000010
【００７１】
表４に示したように、低せん断ＡＳＡの性能は、手漉きシート作製工程におけるミョウバンの適用により改良された。低分子量カチオン性ポリマー中で乳化された低せん断ＡＳＡ（実施例８）の性能は、広い用量範囲にわたって、高せん断ＡＳＡ（実施例１０）と同様な性能を呈した。水中で乳化され、ポリマー溶液で後希釈された低せん断ＡＳＡ（実施例９）は、ポリマーで乳化されたＡＳＡよりも劣るサイジングを生じさせたが、性能における相違はどちらかといえば小さかった。
【００７２】
実施例１１：
５％（ｗ／ｗ）のＢｒｉｊ９８界面活性剤を含むＡＳＡ６．０ｇを、１１４．０ｇの水道水中で、家庭用ミキサーを低速で３０秒間使用して乳化させた。エマルション粒子サイズは１．０３ミクロンであった。エマルションを水道水で０．２５％（ｗ／ｗ）に後希釈してから、１％（ｗ／ｗ）カチオン性デンプン溶液と混合した。このエマルションで坪量８２ｇ／ｍ2の手漉きシートを作製した。手漉きシートはボードミルから得た回収供給紙料で作製した。手漉きシート作製工程の間に、各セットを、先ず１２重量ポンド／トン（ｌｂ／ｔ）乾燥繊維の用量でポリ塩化アルミニウムにより処理した。３０秒後に、ＡＳＡエマルションとデンプンの混合物を供給紙料に加えた。ＡＳＡエマルションの混合物は乾燥繊維１トン当り２０重量ポンド（ｌｂ）の乾燥デンプンを供給した。６０秒の接触時間の後、アニオン性歩留向上剤を１重量ポンド／トン（ｌｂ／ｔ）乾燥繊維の用量で添加して、混合を１５秒間継続した。紙サイジングを評価するためにインク浸透保持を使用した。
【００７３】
実施例１２（比較例）：
この実施例は、ＡＳＡエマルションおよびデンプン溶液を別々に供給紙料に加えたことを除き、実施例１１と同様であった。５％（ｗ／ｗ）のＢｒｉｊ９８界面活性剤を含むＡＳＡ６．０ｇを、１１４．０ｇの水道水中で、家庭用ミキサーを低速で３０秒間使用して乳化させた。エマルション粒子サイズは１．０３ミクロンであった。このエマルションで手漉きシートを作製した。手漉きシートは回収供給紙料で作製した。手漉きシート作製工程の間に、各セットを、最初に１２重量ポンド／トン（ｌｂ／ｔ）乾燥繊維の用量でポリ塩化アルミニウムにより処理した。３０秒後に、ＡＳＡエマルションを加えて、供給紙料と共に５秒間混合した後、乾燥繊維１トン当り２０重量ポンド（ｌｂ）のカチオン性デンプンを加えた。５５秒後に乾燥繊維１トン当り１重量ポンド（ｌｂ）のアニオン性歩留向上剤を加え、混合を１５秒間継続した。紙サイジングを評価するためにインク浸透保持を使用した。
【００７４】
【表５】
2008531864.tif 000011
【００７５】
ＡＳＡエマルションの供給紙料への添加に先立つ低せん断ＡＳＡエマルションのカチオン性デンプン溶液による後希釈（実施例１１）は、ＡＳＡエマルションおよびデンプンの供給紙料への別々の添加（実施例１２）よりも有意に高い紙サイジングをもたらした。
【００７６】
実施例１３〜１７：
低せん断アルケニルコハク酸無水物（ＡＳＡ）の性能評価を、水中もしくはポリマー溶液中でのＡＳＡエマルションの調製または水中で乳化されたＡＳＡエマルションのデンプンもしくはポリマー溶液による後希釈、およびパイロット装置による製紙工程におけるこれらのエマルションの紙供給紙料への添加により実施した。低せん断エマルションのサイジング性能を、２分Ｃｏｂｂ試験を使用して、従来の高せん断ＡＳＡエマルションと比較した。
【００７７】
供給紙料：
４２０ｍＬのＣＳＦに精錬した漂白北方軟木（bleached northern softwood）クラフトパルプと３５０ｍＬのＣＳＦに精錬した漂白北方硬木（bleached northern hardwood）クラフトパルプとの３０／７０ブレンドをパイロット装置の製紙工程に適用した。沈殿炭酸カルシウムを乾燥繊維に対して１０％の量でマシンチェストに加えた。パイロット装置で製造された紙の坪量は１２０ｇ/ｍ2であった。
【００７８】
パイロット製紙装置操業条件：
パイロット装置の速度は毎分８５フィートであり、約１．１６重量ポンド／分（ｌｂ／ｍｉｎ）の生産速度を与える。供給紙料のｐＨは７．９と８．４の間に保った。ＡＳＡエマルションを水道水で０．５％（ｗ／ｗ）の濃度に希釈した後、供給紙料に加えた。アニオン性歩留り向上剤を乾燥紙１トン当り０．５重量ポンド（ｌｂ）の量で適用した。紙の水分含量はリールで４％（ｗ／ｗ）であった。
【００７９】
実施例１３：
５％（ｗ／ｗ）のＢｒｉｊ９８界面活性剤を含むＡＳＡを、低分子量カチオン性アクリルアミドポリマーであるＢＡＹＳＩＺＥ  Ｅ  ＨＥポリマー（ＬＡＮＸＥＳＳ社）の水溶液中で、サイズ剤のポリマー固体に対する比を１／０．１２にして乳化させた。
【００８０】
乳化は、遠心ポンプを３３００ｒｐｍの速度で使用して、方法２により実施した。乳化工程の間、ＡＳＡの流れは５０ｍＬ／分であり、１３．２７％（ｗ／ｗ）ポリマー溶液の流れは４０ｍＬ／分であり、水流は８１０ｍＬ／分であった。エマルション中のサイズ剤濃度は５．２６％（ｗ／ｗ）であった。エマルション粒子サイズは１．１７ミクロンであった。このエマルションをパイロット製紙装置上で紙を製造するための内部サイズ剤として適用した。この紙の表および裏側のサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００８１】
実施例１４：
５％（ｗ／ｗ）のＢｒｉｊ９８界面活性剤を含むＡＳＡを、水道水中で乳化させた。
【００８２】
乳化は、遠心ポンプを１７００ｒｐｍの速度で使用して、方法１により実施した。乳化工程の間、ＡＳＡの流れは５０．０ｍＬ／分であり、水流は８５０ｍＬ／分であった。エマルション中のサイズ剤濃度は５．２６％（ｗ／ｗ）であった。エマルション粒子サイズは１．４４ミクロンであった。エマルションは０．０５％（ｗ／ｗ）のＢＡＹＳＩＺＥ  Ｅ  ＨＥポリマー （ＬＡＮＸＥＳＳ社）で後希釈した。後希釈されたエマルション中のサイズ剤のポリマー固体に対する比は１／０．１であり、ＡＳＡ濃度は０．５ｗｔ％であった。このエマルションをパイロット製紙装置上で紙を製造するための内部サイズ剤として適用した。この紙の表および裏側のサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００８３】
実施例１５（比較例）：
ＢＡＹＳＩＺＥ  Ｉ  １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）を、低分子量カチオン性アクリルアミドポリマーであるＢＡＹＳＩＺＥ  Ｅ  ＨＥポリマー（ＬＡＮＸＥＳＳ社）水溶液中で、サイズ剤のポリマー固体に対する比を１／０．１にして乳化させた。乳化工程の間に、２４０ｇのＢＡＹＳＩＺＥ  Ｉ  １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）を１８０．８６ｇの１３．２５％（ｗ／ｗ）ポリマー溶液および１０１９．７１ｇの水道水に加え、混合物を工業用ブレンダー中で１．５分間低速で撹拌した。エマルション粒子サイズは１．１５ミクロンであった。このエマルションで手漉きシートを調製した。このエマルションを、パイロット製紙装置上で紙を製造するための内部サイズ剤として適用した。この紙の表および裏側のサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００８４】
【表６】
2008531864.tif 000012
【００８５】
低せん断ＡＳＡ（実施例１３）は高せん断ＡＳＡ（実施例１５）よりも、両方のサイズ剤がパイロット装置での製紙工程のウェットエンドで適用されたときに、広い用量範囲で僅かに良いサイジングを与える。水中で乳化され、カチオン性ポリマー溶液で後希釈された低せん断ＡＳＡ（実施例１４）は、良好なサイジング応答を示したが、サイジングは、ポリマー溶液中で乳化された低せん断ＡＳＡ（実施例１３）で得られたサイジングよりも低かった。
【００８６】
実施例１６：
５％（ｗ／ｗ）のＢｒｉｊ９８界面活性剤を含むＡＳＡを、実施例１４に記載したようにして水道水中で乳化させた。そのエマルションをＨｉ−Ｃａｔ  ＣＷＳアルファ化デンプン（Ｒｏｑｕｅｔｔｅ社）の２．２％（ｗ／ｗ）溶液で後希釈した。後希釈されたエマルション中におけるサイズ剤のデンプン固体に対する比は１／４であり、ＡＳＡ濃度は０．５％（ｗ／ｗ）であった。このエマルションをパイロット製紙装置上で紙を製造するための内部サイズ剤として適用した。この紙の表および裏側のサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００８７】
実施例１７（比較例）：
ＢＡＹＳＩＺＥ  Ｉ  １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）をＨｉ−Ｃａｔ  ＣＷＳアルファ化デンプン（Ｒｏｑｕｅｔｔｅ社）の水溶液中で、サイズ剤のデンプン固体に対する比を１／１にして乳化させた。乳化工程の間に、８０ｇのＢＡＹＳＩＺＥ  Ｉ  １８サイズ剤（ＬＡＮＸＥＳＳ社）を１９２０ｇの４．１７％（ｗ／ｗ）デンプン溶液に加え、工業用ブレンダーで３０秒間低速で混合させた。エマルション粒子サイズは１．３７ミクロンであった。エマルションは、Ｈｉ−Ｃａｔ  ＣＷＳアルファ化デンプン（Ｒｏｑｕｅｔｔｅ社）の１．７％（ｗ／ｗ）溶液で後希釈した。後希釈されたエマルション中におけるサイズ剤のデンプン固体に対する比は１／４であり、ＡＳＡ濃度は０．５％（ｗ／ｗ）であった。このエマルションで手漉きシートを調製した。このエマルションをパイロット製紙装置上で紙を製造するための内部サイズ剤として適用した。この紙の表および裏側のサイジングを２分Ｃｏｂｂ試験を使用して測定した。
【００８８】
【表７】
2008531864.tif 000013
【００８９】
表７の結果は、カチオン性デンプンで後希釈された低せん断ＡＳＡが、紙サイジングに関して、カチオン性デンプン中で乳化された高せん断ＡＳＡのようには効果的でないことを示す。しかしながら、低せん断ＡＳＡの乳化工程は簡単であり、かつサイジング応答が許容できるものなので、製紙業者にはこのシステムを使用することにおける操業上および製造原価上の利益が与えられる。
【００９０】
本発明をそのある好ましい様式を参照して詳細に説明したが、他の変形が可能である。それ故、付記された特許請求の範囲の趣旨および範囲は本明細書に含まれる様式の記載に限定されるべきではない。
【国際調査報告】
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