(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる特定の紙用嵩高剤(以下、低密度化剤と記す)を内添して嵩高の中性紙を抄造する場合において、該低密度化剤の嵩高効果を更に高めた、しかも抄紙直後でも充分なサイズ性を有する中性嵩高紙の提供と、この中性嵩高紙の製造方法の提供にある。【解決手段】  パルプ原料に、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる特定の低密度化剤をパルプ絶乾重量に対して0.5固形分重量%以上2.0固形分重量%未満、およびアルケニル無水コハク酸系サイズ剤をパルプ絶乾重量に対して0.05固形分重量%以上、内添した紙料を抄紙して嵩高中性紙を得る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプ原料に、下記(1)の低密度化剤をパルプ絶乾重量に対して0.5固形分重量%以上2.0固形分重量%未満、およびアルケニル無水コハク酸系サイズ剤をパルプ絶乾重量に対して0.05固形分重量%以上、内添した紙料を抄紙して得られる嵩高中性紙。
(1)多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物、及び多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物であって当該エステル化合物1モル当たり平均で0モル超12モル未満の炭素数2〜4のオキシアルキレン基を有するエステル化合物から選ばれる、1モルの多価アルコール当たりアルコール中のOHが10〜95当量%エステル置換され、HLBが1〜14、融点が100℃以下のエステル化合物（ただし、脂肪酸ショ糖エステルを除く）。
【請求項２】
パルプ原料に、下記(1)の低密度化剤をパルプ絶乾重量に対して0.5固形分重量%以上2.0固形分重量%未満、およびアルケニル無水コハク酸系サイズ剤をパルプ絶乾重量に対して0.05固形分重量%以上、内添した紙料を抄紙することを特徴とする嵩高中性紙の製造方法。
(1)多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物、及び多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物であって当該エステル化合物1モル当たり平均で0モル超12モル未満の炭素数2〜4のオキシアルキレン基を有するエステル化合物から選ばれる、1モルの多価アルコール当たりアルコール中のOHが10〜95当量%エステル置換され、HLBが1〜14、融点が100℃以下のエステル化合物（ただし、脂肪酸ショ糖エステルを除く）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は嵩高紙とその製造方法に関するものであり、具体的にはアルケニル無水コハク酸を内添し中性抄紙した嵩高中性紙とその製造方法に関するものである。本発明の嵩高中性紙は極めて低密度でありながら、優れたサイズ性を示すという特徴を有する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紙の軽量化が求められている。ここで、紙の軽量化とは、紙の厚さは維持した上での軽量化、すなわち嵩高化(低密度化)のことを指す。環境問題が叫ばれている現在、森林資源から製造される製紙用パルプを有効に活用する上でも、紙の軽量化は避けて通れない問題である。
【０００３】
紙を嵩高にする従来の技術としては、パルプと疎水性繊維の混合物に架橋剤を反応させて得られる嵩高性パルプ組成物を使用する方法がある(特許文献１参照)。また、セルロースパルプ、特定形態のポリエステル複合繊維、および熱融着性バインダーとを混抄し、嵩高パルプシートを製造する方法がある(特許文献２参照)。しかし、架橋パルプや合成繊維等の使用は紙のリサイクルを不可能にしてしまうという問題がある。また、中空球状バテライト型炭酸カルシウムを充填して嵩高中性紙を製造する技術がある(特許文献３参照)が、特殊な填料であるという問題がある。また、パルプと加熱発泡性粒子とを抄紙して低密度の嵩高紙を製造する方法がある(特許文献４参照)。発泡性粒子を用いる方法では紙力が著しく低下するという問題がある。また、バクテリアセルロースと発泡性粒子を用いる方法(特許文献５参照)があるが、バクテリアセルロースという特殊なセルロースを使用しなければならなく、実用的ではない。
【０００４】
また、界面活性剤を用いる方法では、特定のアルコール及び／又はそのポリオキシアルキレン付加物を含有する紙用嵩高剤が開示されている(特許文献６参照)。また、非イオン界面活性剤を用いる方法がある(特許文献７参照)。また、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる紙用嵩高剤(特許文献８参照)が開示されている。この中でも特許文献８記載の紙用嵩高剤は実際の紙製造において活用されているが、次のような難点があった。ロジン系サイズ剤またはアルキルケテンダイマー系サイズ剤を内添併用した原紙の場合は、抄紙機における表面塗工あるいはオフラインの塗工において、水や塗工液が原紙へ過剰に浸み込むこんでしまうため、該紙用嵩高剤を内添していない原紙の場合と比較して、塗被紙の表面性が低下したり、塗被紙の密度が上昇して低密度化の効果が低減する。また塗工の直後に行われる乾燥において乾燥負荷が増大しエネルギーの消費をもたらすばかりでなく、乾燥能力が律速となって塗工の速度が低下する場合もある。あるいはこの乾燥が終わるまでに断紙を招いて生産性が低下することもある。特にこの塗工機が抄紙機と接続されている場合は、アルキルケテンダイマー系内添サイズ剤では、サイズ性が充分発現するより前に塗工が行われるために内添サイズ剤の効果が十分発揮されず、先述のような悪影響が大きくなったり、塗工後乾燥律速により前段の抄紙機本体の生産能力が最大限発揮できない場合があった。
【０００５】
また、紙の嵩高化あるいは軽量化の要望は留まることがなく、ますます大きくなってきており、更なる嵩高紙、または軽量紙の開発が強く望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特許第2903256号明細書
【特許文献２】特許第2591685号明細書
【特許文献３】特許第1755152号明細書
【特許文献４】特開平5-230798号公報
【特許文献５】特開平11-200282号公報
【特許文献６】国際公開98/03730号パンフレット
【特許文献７】特開平11-200283号公報
【特許文献８】特許第2971447号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる特定の紙用嵩高剤(以下、低密度化剤と記す)を内添して嵩高の中性紙を抄造する場合において、該低密度化剤の嵩高効果を更に高めた、しかも抄紙直後でも充分なサイズ性を有する中性嵩高紙の提供と、この中性嵩高紙の製造方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
パルプ原料に、下記(1)の低密度化剤をパルプ絶乾重量に対して0.5固形分重量%以上2.0固形分重量%未満、およびアルケニル無水コハク酸系サイズ剤をパルプ絶乾重量に対して0.05固形分重量%以上、内添した紙料を抄紙して嵩高中性紙を得る。
(1)多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物、及び多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物であって当該エステル化合物1モル当たり平均で0モル超12モル未満の炭素数2〜4のオキシアルキレン基を有するエステル化合物から選ばれる、1モルの多価アルコール当たりアルコール中のOHが10〜95当量%エステル置換され、HLBが1〜14、融点が100℃以下のエステル化合物（ただし、脂肪酸ショ糖エステルを除く）。
【発明の効果】
【０００９】
極めて低密度であり、かつサイズ発現性が高い中性紙が得られる。サイズ発現性が高いことにより、該中性紙の抄造時、あるいは、これを原紙としてその表面にオフラインで塗工する時に、表面塗工液が浸み込みにくいために、抄紙機や塗工機における断紙が低減され操業が安定する。また同時に、乾燥負荷が軽減されるか、または乾燥負荷が運転速度を律速している場合には速度を高めることができ、生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明で内添使用する多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる低密度化剤は、特許第2971447号に記載されている化合物であり、下記の(1)と(2)を単独で使用しても良く、併用しても良い。更に(1)、(2)のそれぞれは２種以上を使用しても良い。
(1)多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物(但し、オキシアルキレン基(以下、OA基と記す)を含まないエステル化合物)であって、1モルの多価アルコール当たりアルコール中のOHが10〜95当量%エステル置換され、HLBが１〜14、融点が100℃以下のもの。
(2)多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物であって、1モルの多価アルコール当たりアルコール中のOHが10〜95当量％エステル置換され、当該エステル化合物1モル当たり平均で0モル超12モル未満の炭素数２〜４のOA基を有し、HLBが１〜14、融点が100℃以下のもの。
である。
【００１１】
本発明で使用する多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物を構成する多価アルコールは、エーテル基を含んでいてもよい。総炭素数２〜24の２〜14価アルコールが好ましい。２価アルコールとしては、エーテル基を含んでいてもよく、総炭素数２〜10のもの、例えばプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ジブチレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールが、３価以上のアルコールとしては、エーテルを有していてもよく、総炭素数３〜24のアルコールで、１分子中の総水酸基数/総炭素数＝0.4〜１であるもの、例えばグリセリン、ポリ(ｎ＝２〜５)グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、アラビトール、ソルビトール、スタキオース、エリトリット、アラビット、マンニット、グルコースなどが挙げられる。好ましくはエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、エーテル基を有していてもよい総炭素数３〜12のアルコールで、１分子中の水酸基数/総炭素数＝0.5〜１である3価以上のアルコールである。更に好ましくはグリセリン、ポリ(ｎ＝２〜４)グリセリン、ペンタエリスリトールである。
【００１２】
また、本発明で使用する多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物を構成する脂肪酸は、炭素数１〜24、好ましくは炭素数10〜22の脂肪酸が挙げられ、飽和、不飽和、直鎖、分岐鎖の何れでもよく、特に直鎖飽和脂肪酸が好ましい。更に好ましくは、ラウリン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ベヘン酸である。
【００１３】
本発明で使用する多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物は、従来公知のエステル化反応及びアルキレンオキサイド付加反応により製造することができる。例えば、脂肪酸と多価アルコールの混合物に必要であればエステル化触媒を添加し、150〜250℃で反応させることによりエステル化合物が得られ、更にアルカリ触媒等の存在下にアルキレンオキサイドを付加することにより、アルキレンオキサイド付加物が得られる。また、脂肪酸あるいは多価アルコールにアルキレンオキサイドを付加後、エステル化してもよい。更に脂肪酸にアルキレンオキサイド付加のみを行って得られる場合もある。
【００１４】
本発明で使用する多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物のエステル平均置換度は1モルの多価アルコール当たり、アルコール中のOHが10〜95当量％エステル置換されたものであり、特に好ましくは１モルの多価アルコール当たり１〜２モルの脂肪酸基を有するものである。
【００１５】
本発明において、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物として、炭素数２〜４のOA基を含むエステル化合物を用いる場合、その数は、エステル化合物１モル当たり平均で０モル超12モル未満であり、６モル以下、具体的には0.1〜６モルが好ましい。なお、エチレングリコール等のようにOA基となり得る多価アルコールを使用した場合においては、それらもOA基の数に算入する。OA基は、炭素数２〜４のアルキレンオキサイドを付加することで形成される。アルキレンオキサイドはエチレンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(PO)が好ましい。これらはEO、POあるいはEOとPOの混合の何れでもよい。本発明では、OA基を含まない多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物を用いることが特に好ましい。
【００１６】
本発明で使用する多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物は、HLBが１〜14、好ましくは1.5〜10、更に好ましくは2.5〜６の範囲内にある。HLBは界面活性剤の親水性の尺度であり、値が大きいほど親水性が高くなる。HLBは、グリフィンの方法に準じて下記の式(1)で算出する。
HLB＝親水基部分の分子量/エステル化合物の分子量×２０…式(1)
ただし、本発明における親水基とは、エステル化合物中の下記の基をいう。
(1)−(CH2CH2O)m−
(2)−(RO)n−  〔R：炭素数3〜4のアルキレン基、n＜2.0（但しnは1分子中の合計）〕
例えば、RCOO−(PO)1.5Hの(PO)1.5の部分は親水基である。
しかし、RCOO−(PO)2.0Hの(PO)2.0の部分は疎水基である。
また、H2C(OCOR)−CH(O(EO)2(PO)1)−CH2(O(EO)2(PO)1)の場合も、POは1分子中に合計2モルあるので、何れのPO基も疎水基である。
(3)エーテル基を有していてもよい総炭素数３〜24の３価以上のアルコールであって、1分子中の総水酸基数/総炭素数＝0.4〜１であるものに由来する基。
(4)カルボニル基に隣接する酸素原子。
【００１７】
また、本発明で使用する多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物は、取り扱い性、サイズ性能保持の点より、融点が100℃以下であり、好ましくは−15℃以上80℃以下、更に好ましくは20℃以上70℃以下である。融点は、予め冷却して固体としたエステル化合物を示差走査熱量測定装置(DSC)にて測定(昇温速度２℃/分)した際の、ピークの立ち上がりの温度とする。
【００１８】
本発明で使用する多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物としては、HLBが２〜８で融点が10〜70℃のものが好ましく、より好ましくはHLBが２〜７で融点が45〜70℃のものである。この範囲のものは、密度低下効果とサイズ効果(サイズ剤の効果の維持)により好ましい結果が得られる。
【００１９】
本発明で使用する多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物は、抄紙工程の何れかにおいて添加されるものであり、液体品はそのままで添加してもよいが、固体品は粉砕後あるいは加熱溶融して又は水等で希釈して添加してもよい。また、要すればノニオン系、アニオン系、カチオン系、ポリマー系、好ましくはノニオン系の界面活性剤を乳化剤もしくは分散剤として使用してもかまわない。その際の該エステル化合物と界面活性剤との比率は、エステル化合物/界面活性剤＝99.5/0.5〜70/30(重量比)、好ましくは98/２〜80/20である。
【００２０】
本発明の嵩高中性紙で使用するパルプ原料としては、例えば、TMP(サーモメカニカルパルプ)等の機械パルプ、LBKP(広葉樹晒クラフトパルプ)、NBKP(針葉樹晒クラフトパルプ)等の化学パルプなどのバージンパルプから、各種古紙パルプに至るものまで広く紙に使用されているものであれば良く、特に限定はない。また、前記の多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる低密度化剤の添加場所としては、パルプ原料の希薄液が網上を進む間に濾水されて紙層を形成するまでの抄紙工程であれば特に限定するものではないが、例えば工場ではリファイナー、マシンチェスト、ヘッドボックスで添加するなど均一にパルプ原料にブレンドできる場所が望ましい。なお、この低密度化剤はパルプ原料に添加後、そのまま抄紙され紙上に残存、一部は抄紙機の網を通過して脱水する白水中に含まれ、実際の抄紙機においては循環して再び抄紙され、最終的には添加量の大部分がパルプシート中に留まると考えられている。
【００２１】
本発明における多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる低密度化剤の添加量は、パルプ絶乾重量に対して0.5固形分重量%以上2.0固形分重量%未満である。0.5固形分重量%未満の場合は、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤との併用効果による低密度化の程度が少ない。一方、添加量に対して低密度化効果が無制限に発現するものではなく、該低密度化剤を2.0固形分重量%以上添加すると低密度化の相乗効果が失われ、むしろ密度が高くなってしまう。
【００２２】
また、本発明の嵩高中性紙においては、内添中性サイズ剤として、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤を、パルプ絶乾重量に対して0.05固形分重量%以上添加することを必要とする。0.05固形分重量%以上の添加量において、前記の多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる低密度化剤との併用効果として、更なる低密度化を達成できる。低密度化剤と併用するアルケニル無水コハク酸の添加量が多いほど、低密度化の併用効果は大きくなるので、添加量の上限は特にないが、その併用効果の頭打ちの観点から0.5固形分重量%までとすることが好ましい。アルケニル無水コハク酸系サイズ剤の添加場所としてはとしては、パルプ原料の希薄液が網上を進む間に濾水されて紙層を形成するまでの抄紙工程内のパルプ原料に均一にブレンドできる場所であり、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる低密度化剤が添加される前とすることが好ましい。この理由は、サイズ剤の使用目的が親水性のパルプ繊維の疎水化にあるため、パルプ繊維にサイズ剤が効率良く定着することが望ましいからである。
【００２３】
また、アルケニル無水コハクのエマルションは、公知の乳化方法で調製されるものであれば良く、特に限定はない。例えば、アルケニル無水コハク酸原体に公知の各種乳化剤を混合後、これを公知の装置を用いて機械的剪断力でエマルション化しても良いし、原体に乳化剤を混合した混合物を公知のようにカチオン化澱粉蒸煮糊液などでエマルション化しても良い。このようにして調製されたエマルションは、速やかに紙料へ添加することが好ましい。時間が経過するに伴い、アルケニル無水コハク酸の加水分解が進行し、サイズ性が低下してしまうからである。
【００２４】
また、本発明の嵩高中性紙においては、例えば、カチオン化澱粉、カチオン性ポリアクリルアミド、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンドなどのカチオン性化合物の内、１種ないし2種以上を内添することが好ましい。該カチオン性化合物の添加場所は、パルプ原料の希薄液が網上を進む間に濾水されて紙層を形成するまでの抄紙工程内のパルプ原料に均一にブレンドできる場所であり、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤より前段での添加が好ましい。このカチオン性化合物はサイズ性の発現に大きく寄与すると考えられる。
【００２５】
更に、填料、歩留り向上剤、濾水性向上剤、紙力向上剤、染料、蛍光増白剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等の製紙用助剤が添加されてもよい。填料としては、紙料のpHが中性〜弱アルカリ性の範囲で安定な物質であれば良く、特に限定はない。具体的には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クレー、焼成カオリン、デラミカオリン、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ等の無機填料や、尿素−ホリマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、微小中空粒子等から選ばれる１種類以上を併用することができる。この中でも、中性抄紙で多用されている炭酸カルシウムの使用が好ましい。紙中の填料率は本発明の嵩高中性紙の用途により異なり、特に限定はないが、通常1〜40重量%である。1重量%未満では、不透明度や平滑性向上といった填料の添加効果が低く、40重量%を超えると紙力の低下により断紙が多く操業が困難となる。
【００２６】
抄紙機の型式は特に限定は無く、長網抄紙機、ツインワイヤー機、ヤンキー抄紙機等で適宜抄紙できる。プレス線圧は通常の操業範囲内で用いられる。表面処理剤は塗布しても良いし、しなくても良い。表面処理剤を塗布する場合、表面処理剤の成分には特に限定は無く、またサイズプレスの型式も限定はなく、2ロールサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、シムサイザーのような液膜転写方式サイズプレスなどを適宜用いることができる。キャレンダーは通常の操業範囲内の線圧で用いられるが、嵩高中性紙を製造する観点から、紙の平滑性を維持できる範囲でなるべく低線圧またはバイパスが好ましく、また、通常のキャレンダーよりもソフトキャレンダーが好ましい。
【００２７】
表面処理剤は塗布しても、しなくても良いが、後述のように本発明の効果の一つとして、サイズ性の発現性が高く、表面処理剤の浸透を抑制できることが挙げられるため、表面処理剤を塗布することが好ましい。塗布する場合、表面処理剤の種類は特に限定は無く、例えば、生澱粉や、酸化澱粉、エステル化澱粉、カチオン化澱粉、酵素変性澱粉、アルデヒド化澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉などの変性澱粉、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコールなどの変性アルコール、スチレンブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミドなどを単独または併用できる。その中でも表面強度向上効果にすぐれるヒドロキシエチル化澱粉の塗布が最も好ましい。また、表面処理剤には前記の薬剤の他に、スチレンアクリル酸、スチレンマレイン酸、オレフィン系化合物、カチオン性サイズ剤などの表面サイズ剤を併用塗布することができる。
【００２８】
パルプ原料に、内添中性サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸系サイズ剤をパルプ絶乾重量に対して0.05固形分重量%以上の範囲で添加し、かつ多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる低密度化剤をパルプ絶乾重量に対して0.5固形分重量%以上2.0固形分重量%未満の範囲で添加し、原料中に含有させた紙料を抄紙する本発明の嵩高中性紙の製造方法においては、紙が更に低密度化されるにもかかわらず、サイズ性の発現性も高いことが特徴として挙げられる。
【００２９】
このため、抄紙機のドライヤー間に設置されている表面塗工装置で塗布した表面処理剤液の原紙への浸み込みが抑制され、紙の表面性の向上が期待できると同時に、アフタードライヤーの乾燥負荷が軽減する。従って、アフタードライヤーの乾燥能力により抄紙速度が抑えられている抄紙機においては、本発明の製造方法の適用により抄紙速度を高められるという効果を有する。また、抄紙機で抄造した本発明の嵩高中性紙原紙にオフラインで表面塗工を施す塗工機においても、塗工液の沈み込みが抑制され、同様な効果をもたらす。
【実施例】
【００３０】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例１〜１２および比較例１〜１６はラボ実験の結果であり、実施例１３および比較例１７は実際の抄紙機での実験結果である。
【００３１】
［供試アルケニル無水コハク酸のエマルションと乳化方法］
・実施例１〜６、比較例２〜４、８〜９：200mlステンレスカップに、アルケニル無水コハク酸の原体サイズパインSA−864(荒川化学株式会社製)を20g、乳化剤AP−N(荒川化学株式会社製)を18.47gはかりとり、これを乳化器(商品名：マルチディスパーザーPB95、株式会社エムエステー社製)にセットし、13,000rpmで1分間撹拌後、全量が100gになるように水を添加し、更に10,000rpmで30秒間撹拌しアルケニル無水コハク酸の20%エマルションを得た。これを1%に希釈後、速やかに抄紙に供した。
・実施例７〜１２、比較例１１〜１６：アルケニル無水コハク酸の原体としてAS−1532(星光ＰＭＣ株式会社製)を20g、乳化剤としてSP−1802(星光ＰＭＣ株式会社製)を24.4gとした以外は上記と同様にしてエマルションを調製した。
・実施例１３：固形分重量比率で、サイズパインSA−864/AP−N＝20/18.47の混合液を乳化装置(商品名：マイルダー、エバラ株式会社製)を用いて、水でエマルション化した。
［紙の密度測定方法］
実施例１〜１２および比較例１〜１６、実施例１３および比較例１７について、調湿された紙の坪量と紙厚を測定し、下記式(2)により密度を求めた。紙厚の測定にはJIS準拠のTM−600型(熊谷理機工業株式会社製)を用いて、16回測定値の平均値を求めた。
密度(g/cm3)＝坪量(g/m2)／紙厚(μm)…式(2)
［紙のサイズ性］
・実施例１〜１２および比較例１〜１０：サイズプレッサー(熊谷理機工業株式会社製)を用いて澱粉糊液の水溶液をサイズプレス塗布した際の吸液量を評価した。サイズプレスに用いた塗布液は、酸化澱粉SK−20(日本コーンスターチ製)を蒸煮して、固形分6%に調製した水溶液である。サイズプレッサーの速度、圧力、クリアランスはいずれも標準値とし、吸液量の平均値を求めて評価した。
【００３２】
［実施例１］
パルプ原料として工場にて生産されたLBKPを、希釈して約1%のパルプスラリーとしたものを用いた。このカナダ標準ろ水度は385〜390mlであった。このパルプスラリーを抄紙後の紙の坪量が60g/m2になるように量り取った。撹拌下、このパルプスラリーに8%硫酸バンド水溶液をパルプ絶乾重量に対し有姿2%添加し、次にカチオン澱粉としてネオタック40Tの蒸煮糊液を、パルプ絶乾重量に対し固形分で0.6%添加した。次にサイズ剤として、サイズパインSA−864をAP−Nで乳化したエマルションを、パルプ絶乾重量に対し0.05固形分重量%添加し、更に低密度化剤としてKB−115を、パルプ絶乾重量に対し0.5固形分重量%添加した。以上の調製方法で得られた紙料を、角型抄紙機にて83メッシュワイヤーで抄紙し紙を得た。抄紙後の紙は、3.5kg/cm2で5分間プレス機にてプレスし、鏡面ドライヤーを用い表面温度105℃で4分間乾燥した。乾燥されたシートを23℃、湿度50％の条件で１日間調湿した後、紙の密度、サイズ度を測定した。
【００３３】
［実施例２］
アルケニル無水コハク酸のエマルションの添加量を0.10固形分重量%に変更し、KB−115の添加量を0.5固形分重量%とした。その他は実施例１と同様に行なった。
【００３４】
［実施例３］
アルケニル無水コハク酸のエマルションの添加量を0.20固形分重量%に変更し、KB−115の添加量を0.5固形分重量%とした。その他は実施例１と同様に行なった。
【００３５】
［実施例４］
KB−115の添加量を1.0固形分重量%に変更し、アルケニル無水コハク酸のエマルションの添加量を0.05固形分重量%とした。その他は実施例１と同様に行なった。
【００３６】
［実施例５］
アルケニル無水コハク酸のエマルションの添加量を0.10固形分重量%に、またKB−115の添加量を1.0固形分重量%に変更した。その他は実施例１と同様に行なった。
【００３７】
［実施例６］
アルケニル無水コハク酸のエマルションの添加量を0.20固形分重量%に、またKB−115の添加量を1.0固形分重量%に変更した。その他は実施例１と同様に行なった。
【００３８】
［実施例７］
パルプ原料として工場にて生産されたLBKPを、希釈して約1%のパルプスラリーとしたものを用いた。このカナダ標準ろ水度は385〜390mlであった。このパルプスラリーを抄紙後の紙の坪量が60g/m2になるように量り取った。撹拌下、このパルプスラリーに8%硫酸バンド水溶液をパルプ絶乾重量に対し有姿2%添加し、次にカチオン澱粉としてネオタック40Tの蒸煮糊液を、パルプ絶乾重量に対し固形分で0.6%添加した。次にサイズ剤としてサイズ剤として、AS−1532をSP−1802で乳化したエマルションを、パルプ絶乾重量に対し0.05固形分重量%添加し、更に低密度化剤としてKB−115を、パルプ絶乾重量に対し0.5固形分重量%添加した。以上の調製方法で得られた紙料を、角型抄紙機にて83メッシュワイヤーで抄紙し紙を得た。抄紙後の紙は、3.5kg/cm2で5分間プレス機にてプレスし、鏡面ドライヤーを用い表面温度105℃で4分間乾燥した。乾燥されたシートを23℃、湿度50％の条件で１日間調湿した後、紙の密度、サイズ度を測定した。
【００３９】
［実施例８］
アルケニル無水コハク酸のエマルションの添加量を0.10固形分重量%に変更し、KB−115の添加量を0.5固形分重量%とした。その他は実施例７と同様に行なった。
【００４０】
［実施例９］
アルケニル無水コハク酸のエマルションの添加量を0.20固形分重量%に変更し、KB−115の添加量を0.5固形分重量%とした。その他は実施例７と同様に行なった。
【００４１】
［実施例１０］
KB−115の添加量を1.0固形分重量%に変更し、アルケニル無水コハク酸のエマルションの添加量を0.05固形分重量%とした。その他は実施例７と同様に行なった。
【００４２】
［実施例１１］
アルケニル無水コハク酸のエマルションの添加量を0.10固形分重量%に、またKB−115の添加量を1.0固形分重量%に変更した。その他は実施例７と同様に行なった。
【００４３】
［実施例１２］
アルケニル無水コハク酸のエマルションの添加量を0.20固形分重量%に、またKB−115の添加量を1.0固形分重量%に変更した。その他は実施例７と同様に行なった。
【００４４】
［比較例１］
パルプ原料として工場にて生産されたLBKPを、希釈して約1%のパルプスラリーとしたものを用いた。このカナダ標準ろ水度は385〜390mlであった。このパルプスラリーを抄紙後の紙の坪量が60g/m2になるように量り取った。撹拌下、このパルプスラリーに8%硫酸バンド水溶液をパルプ絶乾重量に対し有姿2%添加し、次にカチオン澱粉としてネオタック40Tの蒸煮糊液を、パルプ絶乾重量に対し固形分で0.6%添加した。アルケニル無水コハク酸も低密度化剤も無添加とした。以上の調製方法で得られた紙料を、角型抄紙機にて83メッシュワイヤーで抄紙し紙を得た。抄紙後の紙は、3.5kg/cm2で5分間プレス機にてプレスし、鏡面ドライヤーを用い表面温度105℃で4分間乾燥した。乾燥されたシートを23℃、湿度50％の条件で１日間調湿した後、紙の密度、サイズ度を測定した。
【００４５】
［比較例２］
アルケニル無水コハク酸として、サイズパインSA−864をAP−Nで乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.05固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００４６】
［比較例３］
アルケニル無水コハク酸として、サイズパインSA−864をAP−Nで乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.10固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００４７】
［比較例４］
アルケニル無水コハク酸として、サイズパインSA−864をAP−Nで乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.20固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００４８】
［比較例５］
低密度化剤としてKB−115を使用し、その添加量を0.5固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００４９】
［比較例６］
低密度化剤としてKB−115を使用し、その添加量を1.0固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００５０】
［比較例７］
低密度化剤としてKB−115を使用し、その添加量を2.0固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００５１】
［比較例８］
アルケニル無水コハク酸としてサイズパインSA−864をAP−Nで乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.05固形分重量%とし、低密度化剤としてKB−115を使用し、その添加量を2.0固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００５２】
［比較例９］
アルケニル無水コハク酸としてサイズパインSA−864をAP−Nで乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.10固形分重量%とし、低密度化剤としてKB−115を使用し、その添加量を2.0固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００５３】
［比較例１０］
アルケニル無水コハク酸としてサイズパインSA−864をAP−Nで乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.20固形分重量%とし、低密度化剤としてKB−115を使用し、その添加量を2.0固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００５４】
［比較例１１］
アルケニル無水コハク酸としてAS−1532をSP−1802で乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.05固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００５５】
［比較例１２］
アルケニル無水コハク酸としてAS−1532をSP−1802で乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.10固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００５６】
［比較例１３］
アルケニル無水コハク酸としてAS−1532をSP−1802で乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.20固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００５７】
［比較例１４］
アルケニル無水コハク酸としてAS−1532をSP−1802で乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.05固形分重量%とし、低密度化剤としてKB−115を使用し、その添加量を2.0固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００５８】
［比較例１５］
アルケニル無水コハク酸としてAS−1532をSP−1802で乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.10固形分重量%とし、低密度化剤としてKB−115を使用し、その添加量を2.0固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００５９】
［比較例１６］
アルケニル無水コハク酸としてAS−1532をSP−1802で乳化したエマルションを使用し、その添加量を0.20固形分重量%とし、低密度化剤としてKB−115を使用し、その添加量を2.0固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。
【００６０】
表１に実施例１〜１２および比較例１〜１６における、低密度化剤とアルケニル無水コハク酸の添加量をまとめた。表２には表１と対応させた形で紙の密度をまとめた。表３には表１と対応させた形でサイズプレスの吸液量をまとめた。
【００６１】
【表１】
2005273081.tif 000002
【００６２】
【表２】
2005273081.tif 000003
【００６３】
【表３】
2005273081.tif 000004
【００６４】
表２の結果から、当然ながら低密度化剤KB-115の添加量が多いほど、紙の密度は低下する。また、アルケニル無水コハク酸もごくわずかであるが密度が低下する傾向にある。しかし、本発明の低密度化剤とアルケニル無水コハク酸とを併用添加した紙では、低密度化剤KB-115単独添加の低密度化効果と、アルケニル無水コハク酸単独添加の低密度化効果との和よりも、低密度化効果が大きく出ていることがわかる(実施例１〜６では0.010〜0.026g/cm3の低密度化効果、実施例７〜１２では0.010〜0.023g/cm3の低密度化効果)。また表３の結果から、本発明の低密度化剤とアルケニル無水コハク酸とを併用添加した紙では大幅に密度が低下するにもかかわらず、サイズプレス吸液量の増加は僅かにとどまっており、問題とはならない。このようなサイズ性の発現は、中性ロジンサイズ剤やアルキルケテンダイマー系中性サイズ剤では得られないものである。
【００６５】
［実施例１３］
実際の工場において製造を行った実施例である。工場にて生産されたLBKPを、希釈して約1%のパルプスラリーとしたものを用いた。このカナダ標準ろ水度は385〜390mlであった。このパルプスラリーに8%硫酸バンド水溶液を絶乾パルプ重量に対し有姿2%添加し、次にカチオン澱粉としてネオタック40Tの蒸煮糊液を、パルプの絶乾重量に対し固形分で0.6%添加した。次にサイズ剤としてサイズパインSA−864をAP−Nで乳化したエマルションを、パルプ絶乾重量に対し固形分0.2%添加し、低密度化剤としてKB−115を、パルプ絶乾重量に対し固形分0.4%添加した。以上の操作により得られたパルプスラリーを抄紙機にて抄紙しプレドライヤーで乾燥させ、坪量90g/m2の原紙を得た。抄紙機の2ロールサイズプレスを用いて、酸化澱粉SK−20の固形分6%水溶液の蒸煮糊液を原紙の表面に塗布し、さらにアフタードライヤーで乾燥を行った。以上の抄紙、プレ乾燥、サイズプレス塗工、アフター乾燥の各工程は、連続して行われたが、この抄紙機はアフタードライヤー工程の乾燥能力が運転速度の律速となっており、目標の紙中水分を得られるよう運転速度を調整した結果、毎分658ｍとなった。サイズプレス澱粉の付着量は2.5g/m2であった。紙の密度は0.57g/cm3であった。
【００６６】
［比較例１７］
実際の工場において製造を行った比較例である。サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸系サイズ剤の代わりに、アルキルケテンダイマー系サイズ剤であるAD1604(星光PMC株式会社製)を、パルプ絶乾重量に対し固形分0.2%添加した他は、実施例１３と同様に抄紙、乾燥、サイズプレス塗工、乾燥の工程により紙を製造した。この時、抄紙、プレ乾燥、サイズプレス塗工、アフター乾燥の各工程は、連続して行われたが、この抄紙機はアフタードライヤー工程の乾燥能力が運転速度の律速となっており、実施例１３と同じ紙中水分が得られるように運転速度を調整した結果、毎分610ｍとなった。サイズプレス澱粉の付着量で3.0g/m2であった。紙の密度は0.60g/cm3であった。
【００６７】
比較例１７において、紙の密度が0.60g/cm3、サイズプレス付着量が3.0g/m2、抄紙速度は610m/min.が限度であった。これに対して、本発明の実施例１３では、紙がより低密度化され0.57g/cm3となり紙層がポーラスになったにもかかわらず、サイズ発現性が良好なためサイズプレス付着量は2.5g/m2と低かった。またアフタードライヤーの乾燥付加が低減したことにより、抄紙速度を658m/min.まで上げることが可能であった。