(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速レーザープリンタまたは複写機におけるアルカリ性紙の使用であって、該紙が、３０〜５５モル％の飽和モノカルボン酸又はそのハライドと、７０〜４５モル％の不飽和モノカルボン酸又はそのハライドとからなる脂肪酸混合物の反応生成物であり２５℃において固体でない２−オキセタノン化合物の混合物を含んで成るサイズ組成物でサイズされた、前記使用。
【請求項２】
サイズ組成物が、（ａ）主として不飽和モノカルボン酸又はそのハライドから成る供給原料、及び（ｂ）主として飽和モノカルボン酸又はそのハライドから成る供給原料から成る反応混合物の反応生成物である２−オキセタノン化合物の混合物を含んで成る、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
組成物が２０℃で液体である、請求項１又は２に記載の使用。
【請求項４】
飽和モノカルボン酸又はそのハライドと、不飽和モノカルボン酸又はそのハライドが、それぞれ６〜２６個の炭素原子を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の使用。
【請求項５】
高速レーザープリンタまたは複写機向けアルカリ性紙用のサイズ組成物であって、３０〜５５モル％の飽和モノカルボン酸又はそのハライドと、７０〜４５モル％の不飽和モノカルボン酸又はそのハライドとからなる脂肪酸混合物の反応生成物であり２５℃において固体でない２−オキセタノン化合物の混合物を含んで成る、前記サイズ組成物。
【請求項６】
高速レーザープリンタまたは複写機向けのアルカリ性紙であって、３０〜５５モル％の飽和モノカルボン酸又はそのハライドと、７０〜４５モル％の不飽和モノカルボン酸又はそのハライドとからなる脂肪酸混合物の反応生成物であり２５℃において固体でない２−オキセタノン化合物の混合物を含んで成るサイズ組成物でサイズされた、前記アルカリ性紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はアルカリ性条件下で製造された紙のためのサイズ組成物、該サイズ組成物でサイズされた紙、及び該紙を使用する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルカリ性の条件下で製造される上級紙の量は、経費節約、沈降炭酸カルシウムを使用するための能力、紙の改善された耐久性及び白色度にたいする増大した要求、並びに抄紙機のウエットエンドを閉じる増大した傾向によって助長されて急速に増加している。
【０００３】
高速フォトコピー、封筒、コンピュータープリンタ紙を含むフォームボンド（ｆｏｒｍｓ  ｂｏｎｄ）及び加算機紙のような、上級紙についての現在の用途は、加工または最終用途の前のサイジングに特別の注意を必要とする。アルカリ性の条件下で製造される上級紙用の最も普通のサイズ剤は無水アルケニルコハク酸（ＡＳＡ）及びアルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）である。両タイプのサイズ剤はセルロース繊維に共有結合する反応性の官能基及び繊維から離れて配列している疎水尾を有する。これらの疎水尾の性質及び配列は繊維が水をはじく原因となる。
【０００４】
１つのβラクトン環を含む商業的なＡＫＤは、２つの飽和直鎖脂肪酸塩化物の二量化によって製造され、最も広く使用されているものはパルミチン酸またはステアリン酸から製造される。アルケニルに基づくケテンダイマー（米国デラウェア州ウイルミントンのハーキュリーズインコーポレーテッドから入手できるアクアペル（登録商標）４２１）のような他のケテンダイマーも商業的に使用されている。１個より多くのβ−ラクトン環を含むケテンマルチマーが日本公開１６８９９２／８９中に記述され、その開示はその全体における参照によって組み込まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＡＫＤサイズ剤は商業的に成功しているが、それらは不利点を有する。このタイプのサイズ剤はアルカリ性条件下に製造される上級紙（アルカリ性上級紙という。）の現在の用途のために必要とされる典型的な高速加工操作における取扱いの問題と関連している。この問題はフォームプレス（ｆｏｒｍｓ  ｐｒｅｓｓ）及び他の加工機における減じられた操作速度、高速コピー機における二重供給または閉塞、高速で動作する印刷及び封筒折りたたみ装置の紙の結合（ｗｅｌｄｉｎｇ）及び位置合わせ誤差を含む。
【０００６】
これらの問題は酸性条件下で製造される上級紙（酸性上級紙）と通常関係しない。アルカリ性上級紙を造るのに使用される充填剤のタイプ及び充填剤の添加レベルは酸性上級紙を造るのに使用されるものとは大きく異なり、紙の取扱いに影響する剛性及び摩擦係数のような紙の性質における差異を生ずる。シートの導電率及び静電荷の散逸に寄与するアルカリ性上級紙中のミョウバン添加レベルも、酸性上級紙中に使用されるものとかなり異なる。このことは、紙の電気的性質がその取扱い性能に影響するので重要である。塩化ナトリウムが、アルカリ性上級紙の最終用途におけるその性能を改善するために、その表面にしばしば加えられる。
【０００７】
アルカリ性上級紙の加工及び最終用途取扱いに際して遭遇する典型的問題は、１．完成紙料の組成に関連する紙の性質；
２．紙が形成される間に発現する紙の性質；及び
３．サイジングについての問題
を含む。
【０００８】
アルカリ性条件下の製紙によって影響される、加工及び最終用途に影響を与え得る紙の性質は
・カール
・摩擦係数の変化
・湿分含量
・湿分分布
・剛性
・寸法安定性
・ＭＤ／ＣＤ強度比
を含む。
【０００９】
１つのそのような問題は「ＩＢＭレーザープリンタ上のアルカリ性上級紙の性能の改善」ＴＡＰＰＩペーパーメーカーズカンファレンスプロシーディングス（１９９１）に記述されるように、確認されそして測定される。この問題は、アルカリ性上級紙の取り扱いを容易化することを意図した特別の改良を有しないＩＢＭ３８００高速連続フォーム（ｆｏｒｍｓ）レーザープリンタを使用したときに起こる。従って、この商業的に重要なレーザープリンタは、種々のタイプのサイズされた紙の技術の現状の加工装置上での加工性及びそれに引き続く最終用途性能を定義するための有効な試験装置として役立つことができる。特に、「ビローイング（ｂｉｌｌｏｗｉｎｇ）」の現象はヒューザー（ｆｕｓｅｒ）の向こう側の非被動ロールとスタッカーの上の被動ロールとの間のＩＢＭ３８００プリンタ上の滑り度の測定可能な指標を与える。
【００１０】
このようなビローイングはロール間の直線からの紙路（ｐａｐｅｒ  ｐａｔｈ）の開き（ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ）を含み、その開きはベースプレートの上２インチであり、スタッカーにおいて位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）誤差及び落とし折り目（ｄｒｏｐｐｅｄ  ｆｏｌｄ）を起こす。定常状態運転時間中のビローイングの速度は、運転時間６００秒後の直線紙路の上のインチでのビローイング高さとして測定され、そして１００００を乗ぜられる。
【００１１】
２．２  ｌｂｓ．／トン（０．９メートル法トンあたり１ｋｇ）の紙のサイズ完成紙料を使用した典型的なアルカリ性ＡＫＤサイズ上級紙は、受容できないビローイング率（典型的に２０〜８０のオーダー）を示す。ハミルトン−スチーブンス連続フォームプレス、またはウィンクラーアンドデュネビアーＣＨ封筒折りたたみ機のような他の高速加工機上での紙取扱い割合も加工性の数値尺度を与える。
【００１２】
ＪＰ４−３６２５８及びＪＰ４−３６２５９は飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸及びそれらの混合物を基にした脂肪酸塩化物から製造された２−オキセタノン（ｏｘｅｔａｎｏｎｅ）化合物を開示するが、不飽和化合物またはそれらの混合物を使用した特定の実施例を与えていない。さらに、脂肪酸は天然の物質であって、しばしばそれらは純粋ではない。
【００１３】
ＥＰ出願公開番号０６６６３６８は、３５℃で固体でない２−オキセタノンダイマー及びマルチマーから成る紙のサイズ剤を開示する。好ましいサイズ剤はペンダント炭化水素鎖中に不飽和または鎖分岐を含む。ＥＰ出願公開０６２９７４１はダイマーとマルチマーの混合物から成る２−オキセタノンサイズ剤を開示し、そこでは混合物中の少なくとも５０％の化合物がマルチマーである。両出願は、標準的なアルキルケテンダイマーで得られたサイジングと比較して、高速加工及びリプログラフィー機における改善された性能を主張している。
【００１４】
アルカリ性上級紙が、典型的な加工及びリプログラフィー操作において改善された取扱い性能を提供する必要性がいまだに存在する。同時に、サイジングの発現のレベルが、アルカリ性上級紙について、現在のＡＫＤの完成紙料水準で得られるものに匹敵する必要がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明はセルロースウエブ、最も明白にはアルカリ性条件下に製造された紙のために適切なサイズ組成物に関する。
【００１６】
本発明のサイズ組成物は３５℃において固体ではなく、そして約１０〜８５モル％の飽和脂肪酸及び９０〜１５モル％の不飽和脂肪酸を含む混合物の反応生成物である２−オキセタノン化合物の混合物を含んで成る。
【００１７】
１つの好ましい態様に従い、２−オキセタノン化合物は（ａ）主として不飽和脂肪酸から成る供給原料と（ｂ）主として飽和脂肪酸から成る供給原料との反応生成物である。
【００１８】
１つの好ましい態様において、この２−オキセタノン化合物は２−オキセタノンダイマーである。
【００１９】
好ましくは、脂肪酸は約２０〜６０モル％の飽和脂肪酸及び約８０〜４０モル％の不飽和脂肪酸を含み、さらに好ましくは脂肪酸は約３０〜５５モル％の飽和脂肪酸及び約７０〜４５モル％の不飽和脂肪酸を含む。
【００２０】
好ましくは２−オキセタノンサイズ組成物は２５℃で固体でなく、さらに好ましくは２０℃で固体でない。好ましくはこの組成物は３５℃で液体であり、さらに好ましくは２５℃で液体であり、最も好ましくは２０℃で液体である。
【００２１】
好ましくは、脂肪酸は６〜２６個の炭素原子を有するモノカルボン酸またはモノカルボン酸ハライドであり、さらに好ましくは１２〜２２個の炭素原子、最も好ましくは１６〜１８個の炭素原子を有するモノカルボン酸またはモノカルボン酸ハライドである。
【００２２】
好ましくは、飽和脂肪酸は、ステアリン酸、イソステアリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マーガリン酸、ペンタデカン酸、デカン酸（カプリン酸）、ウンデカン酸、ドデカン酸（ラウリン酸）、トリデカン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸、及びベヘニン酸、並びにこれらの酸塩化物、並びにこれらの混合物より成る群から選択され、不飽和脂肪酸は、オレイン酸、リノール酸、ドデセン酸、テトラデセン酸（ミリストオレイン酸）、ヘキサデセン酸（パルミトレイン酸）、オクタデカジエン酸（リノールエライジン酸）、オクタデカトリエン酸（リノレン酸）、エイコセン酸（ガドレイン酸）、エイコサテトラエン酸（アラキドン酸）、ドコセン酸（エルシン酸）、ドコセン酸（ブラシジン酸）及びドコサペンタエン酸（いわし酸）並びに酸塩化物、並びにこれらの混合物より成る群から選択される。
【００２３】
好ましくは、飽和脂肪酸供給原料は少なくとも８０モル％の飽和脂肪酸を含み、そして不飽和脂肪酸供給原料は少なくとも７０モル％の不飽和脂肪酸を含むが、さらに好ましくはそれぞれ少なくとも約９５モル％の飽和脂肪酸及び少なくとも約９０モル％の不飽和脂肪酸を含む。
【００２４】
好ましくは、不飽和脂肪酸供給原料の飽和脂肪酸供給原料に対するモル比は１：１〜４：１、好ましくは約１：１、約１：４または約７：３である。
【００２５】
好ましくは、一態様に従い、生成物は２−オキセタノンダイマーである。
【００２６】
他の態様に従い、本発明は、約１０〜８５モル％の飽和脂肪酸と約９０〜１５モル％の不飽和脂肪酸を含む脂肪酸である不飽和及び飽和脂肪酸を与えること、並びにこれらを反応させて３５℃で固体でない２−オキセタノンサイズ剤を形成することを含んで成る２−オキセタノンサイズ剤の製造方法に関する。
【００２７】
本発明はさらに（ｉ）（ａ）主として不飽和脂肪酸から成る少なくとも１種の供給原料、（ｂ）主として飽和脂肪酸から成る少なくとも１種の供給原料を与えること、及び（ｉｉ）それらを反応させて、３５℃で固体ではない２−オキセタノンサイズ組成物を形成することを含んで成る、２−オキセタノンサイズ剤の製造方法に関する。
【００２８】
一つの好ましい態様において、本生成物は２−オキセタノンダイマーである。
【００２９】
本発明はさらに、水と、１〜６０重量％、好ましくは６〜５０重量％、そしてさらに好ましくは１０〜３０重量％のサイズ組成物とを含んで成る水性エマルジョンに関する。
【００３０】
本発明はまた、アルカリ性条件下で製造され、かつ前述のサイズ組成物でサイズされた紙に関する。１つの好ましい態様において、この紙はアルカリ金属の水溶性無機塩、好ましくはＮａＣｌをも含む。本発明はまた、高速加工またはリプログラフィー操作において紙を使用することに関する。
【００３１】
本発明に従う紙は高速加工機上またはリプログラフィー操作中に重大な機械−供給の問題に遭遇せずに動作できる。高速加工機上またはリプログラフィー操作中の機械−供給物の問題は、もしそれらが誤供給、乏しい位置合わせまたは閉塞を、以下に論じるような商業的に受容できない程度にまで起こすかまたは機械速度をかなり減じさせるのであれば、どのような特定の加工またはリプログラフィー用途においても重大であると定義される。
【００３２】
本明細書中で、「脂肪酸」は便宜上脂肪酸及び脂肪酸ハライドを示すためにしばしば使用される。本技術分野における当業者は、２−オキセタノン化合物の製造の第１工程において脂肪酸が酸ハライドに転化されるので、サイズ組成物の製造における使用について脂肪酸が参照されるときに本明細書中でこれが使用されること、並びに本発明が脂肪酸またはすでにハライドへと転化された脂肪酸によって開始されることによって実施され得ることを認識するであろう。さらに、本技術分野における当業者は、脂肪酸は一般に天然材料から誘導され、かつ通常それらはブレンドまたは混合物なので、「脂肪酸」は脂肪酸若しくは脂肪酸ハライドのブレンド若しくは混合物のことを一般にいうことを容易に認識するだろう。
【００３３】
現在の商業的ＡＫＤサイジング技術で得られるものに匹敵するレベルのサイジングを与え、そして典型的な最終用途及び加工操作における改善された取扱性能を与える本発明のアルカリ性サイズ剤は少なくとも１つの反応性２−オキセタノン基及びペンダント疏水性炭化水素基を有する。
【００３４】
２−オキセタノン化合物のこの混合物は３５℃において固体ではない（実質的に結晶質、半結晶質、またはロウ状固体でなく、すなわちそれは加熱時に融解熱なしに流れない。）。好ましくは２−オキセタノン化合物の混合物は２５℃、さらに好ましくは２０℃においてさえ固体ではない。さらに好ましくは、本発明に従うサイズ剤は３５℃、さらに好ましくは２５℃、そして最も好ましくは２０℃において液体である。「液体」との呼称はもちろんサイズ剤そのものに適用され、そしてエマルジョンまたはその他の組成物には適用されない。
【００３５】
２−オキセタノン化合物の混合物は標準的なケテンダイマーの製造のために既知の方法を使用して製造される。第１段階において、酸塩化物が飽和及び不飽和脂肪酸の混合物から、ＰＣｌ3 あるいは他の塩素化剤を使用して形成される。酸塩化物は次に第３アミン（トリアルキルアミン及び環式アミンを含む）、好ましくはトリエチルアミンの存在下に二量化されて、ケテンダイマーを形成する。これらのサイズ剤の安定なエマルジョンは標準的なＡＫＤエマルジョンと同じ方法で製造できる。
【００３６】
本発明の２−オキセタノン化合物を製造するために使用される脂肪酸は上に記述した。
【００３７】
１種以上の飽和または不飽和脂肪酸が使用できる。飽和及び不飽和脂肪酸の混合物は別々の供給原料（その１つは主として飽和脂肪酸を含み、他は主として不飽和脂肪酸を含む）から得ることができ、、あるいは飽和及び不飽和脂肪酸の混合物から成る供給原料が使用できる。主として不飽和脂肪酸から成る適切な供給原料は、例えばオハイオ州シンシナティのヘンケル−エメリから入手できるＥｍｅｒｓｏｌ  ２２１脂肪酸を含む。Ｅｍｅｒｓｏｌ  ２２１は主としてオレイン酸と他の不飽和脂肪酸、及び少量の飽和脂肪酸の混合物である。主として飽和脂肪酸を含む適切な供給原料は例えばヘンケル−エメリから入手できるＥｍｅｒｙ１３５脂肪酸を含む。Ｅｍｅｒｙ  １３５は、主としてパルミチン酸及びステアリン酸及び少量の他の脂肪酸の混合物である。
【００３８】
２以上の２−オキセタノン環を含む２−オキセタノン化合物はこの出願において「２−オキセタノンマルチマー」と呼ばれる。日本の公開された出願１６８９９２／８９及び欧州特許出願公開番号０６６６３６８号及び０６２９７４１号に記述されるように、これらの化合物は飽和及び不飽和の脂肪酸供給原料及び少なくとも１種のアルキルジカルボン酸の混合物の酸クロライドから製造される。
【００３９】
２−オキセタノンマルチマーを製造するために使用されるアルキルジカルボン酸は８〜４４個、好ましくは９〜１０、２２または３６個の炭素原子を有する。９〜１０個の炭素原子のジカルボン酸が最も好ましい。そのようなジカルボン酸は、例えばセバシン酸、アゼライン酸、１，１０−ドデカン二酸、スベリン酸、ブラジル（ｂｒａｚｙｌｉｃ）酸及びドコサン二酸を含む。１種以上のこれらのジカルボン酸が使用できる。
【００４０】
本発明のサイズ組成物における２−オキセタノン化合物は好ましくは式：
【化１】
0004165719.tif 000002
（式中、ｎは０であり；Ｒ及びＲ”は同じでも異なっていてもよく、そして少なくとも４個、好ましくは４〜２４個の炭素原子、さらに好ましくは１０〜２０個の炭素原子、そして最も好ましくは１４〜１６個の炭素原子を有する直鎖または分岐のアルキルまたはアルケニル基より成る群から選択され；Ｒ’は直鎖アルキル基、好ましくは２〜４０炭素原子の直鎖アルキル基、さらに好ましくは４〜３２炭素原子の直鎖アルキル基、最も好ましくは５〜８炭素原子の直鎖アルキル基である）を有する。
【００４１】
本発明の２−オキセタノンサイズ組成物の製造において、全脂肪酸供給原料を基準として、少なくとも２０モル％、好ましくは約２０〜７５％、そして最も好ましくは３０〜５０モル％が飽和脂肪酸である。好ましくは、全脂肪酸供給原料を基準として、少なくとも２０モル％、好ましくは約８０〜２５％、そして最も好ましくは７０〜５０モル％が不飽和脂肪酸である。
【００４２】
好ましくは、本発明に従って製造されたアルカリ性紙はアルカリ金属の水溶性無機塩、好ましくは塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、並びにミョウバン（硫酸アルミニウム）及び沈降炭酸カルシウムを含む。しかし、本発明はしばしばアルカリ金属塩なしで製造される。
【００４３】
本発明のサイズ剤は内部サイズ剤として適用でき、これは好ましくはシート形成前にパルプスラリーへ添加される。
【００４４】
本発明の紙は一般に少なくとも０．５  ｌｂ（０．２ｋｇ）、好ましくは少なくとも約１．５  ｌｂ（０．８ｋｇ）、さらに好ましくは少なくとも約２．２  ｌｂ／トン（１ｋｇ／０．９メートル法トン）以上のサイズ剤添加率でサイジングされる。典型的な商業的サイズ剤は０．５  ｌｂ／トン〜７  ｌｂ／トン、好ましくは１  ｌｂ／トン〜４  ｌｂ／トン、そして最も好ましくは１．５  ｌｂ／トン〜３  ｌｂ／トンの範囲である。それは、例えば、連続フォームボンド紙、ミシン目入り連続フォーム紙（ｆｏｒｍｓ  ｐａｐｅｒ）、加算機用紙、または封筒製造用紙並びにコピー紙、封筒紙、または封筒の形態であることができる。
【００４５】
本発明の紙は、技術の現状の加工装置上の加工性及び最終用途の高速機械上の性能を測定する試験において有効に動作することができる。特に、約１５〜約２４  ｌｂ／１３００ｆｔ2 （６. ８〜１０. ９ｋｇ／１２１ｍ2 ）の基本重量を有する連続フォームボンド紙のロールへと作り上げることができる、本発明に従う紙は、高速連続フォームレーザープリンタ上で走行することができる。この紙が約１．５  ｌｂ／トン（０．６８ｋｇ／０. ９メートル法トン）の添加率でサイズされているとき、紙はＩＢＭモデル３８００高速連続フォームレーザプリンタ上で、１０分間の走行後に、インチでのビローイング率×１００００を、５より大きくすることなく走行できる。
【００４６】
さらに、約１５〜約２４  ｌｂ／１３００ｆｔ2 （６. ８〜１０. ９ｋｇ／１２１ｍ2 ）の基本重量を有する、８．５×１１インチ（２１．６ｃｍ×２８ｃｍ）のリプログラフィーカット紙のシートへと作り上げることができる本発明に従う好ましい紙は、高速レーザープリンタまたは複写機上で走行できる。紙が少なくとも約１．５  ｌｂ／トン（０．６８ｋｇ／０. ９メートル法トン）、好ましくは少なくとも約２. ２  ｌｂ／トン（１ｋｇ／０. ９メートル法トン）の添加率でサイズされているとき、この紙はＩＢＭモデル３８２５高速複写機上で１００００中５以下の率、好ましくは１００００中１以下の率の、誤供給または閉塞を起こすことなく走行できる。比較して、標準のＡＫＤでサイズされた紙はＩＢＭ３８２５高速複写機上で非常に高い率の二重供給を有する（１４２５０シート中１４の二重供給）。慣用の複写機操作において１００００中１０の二重供給は受容できない。機械製造業者は１００００シートについて１の二重供給は受容できないとみなす。
【００４７】
約１５〜約２４  ｌｂ／１３００ｍ2 （６．８〜１０. ９ｋｇ／１２１ｍ2 ）の基本重量を有する連続フォームボンド紙のロールの形態にある本発明の紙は、連続フォームプレス上において約１３００〜約２０００フィート（３９０ｍ〜６００ｍ）／分のプレス速度で標準のミシン目入り連続フォームへ加工できる。約１５〜約２４  ｌｂ／１３００ｆｔ2 （６. ８〜１０. ９ｋｇ／１２１ｍ2 ）の基本重量を有しそして少なくとも約２. ２  ｌｂ／トン（１ｋｇ／０. ９メートル法トン）の添加率でサイズされている連続フォームボンド紙のロールの形態にある本発明に従う好ましい紙は、ハミルトン−スティーブンス連続フォームプレス上において少なくとも約１７７５フィート（５４１ｍ）／分、好ましくは少なくとも約１９００フィート（５７９ｍ）／分のプレス速度で、標準のミシン目入り連続フォームへ加工できる。
【００４８】
本発明の紙はまた、約１５〜約２４  ｌｂ／１３００ｆｔ2 （６．８〜１０.９ｋｇ／１２１ｍ2 ）の基本重量を有しそして少なくとも約２. ２  ｌｂ／トン（１ｋｇ／０. ９メートル法トン）の添加率でサイズされている封筒紙のロールへと作り上げることができる。この紙は、ウィンクラーアンドデュネビーＣＨ封筒折りたたみ機上において毎分少なくとも約９００の封筒、好ましくは少なくとも毎分約１０００の封筒に加工できる。
【００４９】
本発明の紙は、高速ＩＢＭ３８２５シート供給複写機上において１００００あたり１未満の二重供給または閉塞で、少なくとも約５８シート／分の速度で走行できる。
【００５０】
本発明の紙は、高速連続フォームレーザプリンタ上で、約１０分間の走行時間の後に、同じ基本重量を有しかつステアリン酸及びパルミチン酸の混合物から造られたＡＫＤサイズ剤で同水準でサイズされた連続フォームボンド紙のロールを同じプリンタ上で走行したときに製造されるものよりも少なくとも約１０％少ない（好ましくは約２０％少ない）ビローイングの率で走行することができる。
【００５１】
本発明の紙は、高速ＩＢＭ３８２５シート供給複写機上で、同じ基本重量を有しかつステアリン酸及びパルミチン酸の混合物から造られたＡＫＤサイズ剤で同水準にサイズされた紙のシートを同じ複写機上で走行したときに生じる二重供給または閉塞の数より少なくとも約５０％少ない（好ましくは約７０％少ない）二重供給または閉塞で、約５８シート／分の速度で走行できる。
【００５２】
本発明の紙は、連続フォームプレス上で、同じ基本重量を有しかつステアリン酸及びパルミチン酸の混合物から造られたＡＫＤサイズで同水準でサイズされた紙よりも少なくとも３％高い（好ましくは少なくとも５％高い）プレス速度で標準のミシン目入り連続フォームに加工されることができる。
【００５３】
本発明の紙はまたウィンクラーアンドデュネビーＣＨ封筒折りたたみ機上において、同じ基本重量を有しかつステアリン酸及びパルミチン酸の混合物から造られたＡＫＤサイズ剤で同水準でサイズされた同じ封筒折りたたみ機上において加工できる紙よりも毎分少なくとも３％より多い封筒へと加工できる、一定の基本重量及び一定レベルでサイズされた封筒紙のロールへと作り上げることができる。
【００５４】
以下の実施例において、全ての百分率及び比は他に示さない限りモルによる。
【００５５】
【実施例１】
ＩＢＭ３８００上での評価のための紙はパイロット抄紙機上で製造した。
【００５６】
典型的なフォームボンド製紙素材を造るために、パルプ完成紙料（３部の南部硬木（ｓｏｕｔｈｅｒｎ  ｈａｒｄｗｏｏｄ）クラフトパルプ及び１部の南部軟木（ｓｏｕｔｈｅｒｎ  ｓｏｆｔｗｏｏｄ）クラフトパルプ）を、ダブルディスクリファイナーを使用して４２５ｍｌのカナダ標準ろ水度（Ｃ．Ｓ．Ｆ）に精製した。充填剤（１０％中等粒度沈降炭酸カルシウム）のパルプ完成紙料への添加の前に、ｐＨ（７．８〜８．０）、アルカリ度（１５０〜２００ ppm）、及び硬度（１００ ppm）を適当な量のＮａＨＣＯ3 、ＮａＯＨ、及びＣａＣｌ2 を使用して調整した。
【００５７】
２−オキセタノンサイズ剤は商業的なアルキルケテンダイマーを製造するために慣用的に使用されている方法によって製造した。すなわち、飽和及び不飽和脂肪酸の混合物からの酸塩化物を慣用の塩素化剤（３塩化リン）を使用して形成し、そして酸塩化物を適切な塩基（トリエチルアミン）の存在下に脱塩化水素した。不飽和脂肪酸供給原料はＥｍｅｒｓｏｌ  ２２１（オハイオ州シンシナティのヘンケル−エメリより入手できる）であり、飽和脂肪酸供給原料はＥｍｅｒｙ１３５（これもヘンケル−エメリより入手できる）であった。Ｅｍｅｒｓｏｌ  ２２１は、７３％のオレイン酸、８％のリノール酸、６％のパルミトレイン酸、３％のミリストオレイン酸、１％のリノレン酸及び９％の飽和脂肪酸（重量％）の混合物である。Ｅｍｅｒｙ  １３５は５０％のパルミチン酸、４５．５％のステアリン酸、２．５％のミリスチン酸、及び２％の他の脂肪酸（重量％）の混合物である。
【００５８】
２−オキセタノンサイズ剤のエマルジョンは米国特許４，３１７，７５６の開示に従って、特にこの特許の実施例５を参照して製造した。
【００５９】
次の添加順序を使用した。第４アミン置換カチオン性スターチ（０. ７５％）を第２ミキサーにおいて加えた。２−オキセタノンサイズ剤エマルジョンを第３ミキサーにおいて加えた。２−オキセタノン化合物の混合物は室温において主として液体であった。ミョウバン（０. ２％）をファンポンプの入口側で加えた。Ｒｅｔｅｎ（登録商標）２３５歩留まり向上剤（０. ０２５％）（デラウエア州ウイルミントンのハーキュリーズインコーポレーテッドから入手できる）をファンポンプの後に加えた。ヘッドボックス及び白水トレーでの素材の温度を１１０°F （４３．３℃）に制御した。
【００６０】
ウェットプレスを４０ p.s.i.ゲージにセットした。サイズプレスにおいて１〜２％水分及びリールにおける４〜６％水分を与えるドライヤー分布を使用した（７７ f.p.m.（フィート／分）。ほぼ３５  ｌｂ／トンの酸化されたコーンスターチ及び１  ｌｂ／トンのＮａＣｌをサイズプレスにおいて加えた（１３０°F （５４. ４℃），ｐＨ８）。カレンダー圧力及びリール水分をリールでの１５０フロー単位のシェフィールド平滑度を得るために調節した（カラム＃２、フェルト面上）。
【００６１】
それぞれの製紙条件からの３５ミニットロール（ｍｉｎｕｔｅ  ｒｏｌｌ）の紙（すなわち３５分間、紙を集めることによってロールがつくられた）を集め、そして商業的なフォームプレス上で２箱の標準の８．５" ×１１" のフォームに加工した。また、試料を、それぞれの３５ミニットロールの前後に自然老化（ｎａｔｕｒａｌ  ａｇｅｄ）サイズ試験、基本重量（４６  ｌｂ／３０００ｆｔ2 ）、及び平滑度試験のために集めた。
【００６２】
加工した紙を評価の前に少なくとも１日間、プリンター室において平衡させた。それぞれの箱の紙をＩＢＭ３８００上で１０〜１４分間（２２０フィート／分）評価した。全ての試料は二重反復で評価した。標準の酸性上級紙をそれぞれの評価の間に少なくとも２分間走行して、初期機械状態を回復した。試験結果の概要を表１に示す。表において、Ｅ−２２１はＥＭＥＲＳＯＬ  ２２１、そしてＥ−１３５はＥＭＥＲＹ  １３５である。
【００６３】
【表１】
0004165719.tif 000003
【００６４】
ＩＢＭ３８００上の２つの定義されたロール間のインチでのビローイング高さ及びビローイングが起こる速度（１秒あたりのビローイングのインチでの増加）をそれぞれのサイズ組成物の有効性を測定するために使用した。シートがより速くそしてより高くビローイングする程、加工性能は悪い。飽和及び不飽和脂肪酸の混合物から製造された２−オキセタノンサイズ剤は、飽和脂肪酸から製造されたアルキルケテンダイマーよりもはるかに良好な紙取扱い性能を与えた。飽和及び不飽和脂肪酸の混合物から製造された２−オキセタノンサイズ剤は、特に最も高いサイズ剤添加レベルにおいて、不飽和脂肪酸から製造されたアルキルケテンダイマーと同じかまたはそれより良好な紙取扱い性能を与えた。
【００６５】
【実施例２】
飽和及び不飽和脂肪酸供給原料の混合物から製造された２−オキセタノンサイズ剤のサイジング効率を第２パイロット抄紙機による評価において決定した。ＨＳＴのサイジングをサイジング効率を測定するために使用した。ハーキュリーズサイズテスト（ＨＳＴ）はサイジングの程度を測定するための工業における標準試験である。この方法は、浸透剤として水性染料溶液を使用することによってそれがシートの間を通って移動するので、液の前端の光学的検出を可能にする。本装置は、浸透剤と接触していないシート表面の反射率が、前以て決定されたそのオリジナルの百分率の反射率に低下するために必要とされる時間を決定する。他に注記しない限り、報告するすべてのＨＳＴ試験データはナフトールグリーンＢ染料と混合された１％ギ酸インキの８０％反射への秒数を測定する。ギ酸インキの使用は中性インキよりもさらに厳しい試験であり、そしてより速い試験時間を与える傾向がある。高いＨＳＴ値は低い値よりも良好である。望まれるサイジングの量は作られる紙の種類及びそれを作るのに使用される系に依存する。
【００６６】
表２に示すように、飽和脂肪酸供給原料（Ｅｍｅｒｙ  １３５：パルミチン酸とステアリン酸との混合物）及び不飽和脂肪酸供給原料（Ｅｍｅｒｓｏｌ  ２２１）の混合物から製造した２種類の２−オキセタノンサイズ剤を、不飽和脂肪酸供給原料から製造した２−オキセタノンサイズ剤に対するサイジング効率について評価した。評価した混合脂肪酸供給原料は、２０％飽和脂肪酸供給原料、８０％不飽和脂肪酸供給原料、及び５０％飽和脂肪酸供給原料、５０％不飽和脂肪酸供給原料である。２−オキセタノンサイズ剤及びそのエマルジョンを実施例１に記述したように製造した。
【００６７】
サイジング効率試験のための紙を小さなパイロット抄紙機上で製造した。典型的な上級製紙素材をつくるために、パルプ完成紙料（３部の硬木クラフトパルプと１部の軟木クラフトパルプ）をダブルディスクリファイナーを使用して４２５ｍｌのカナダ標準ろ水度（Ｃ．Ｓ．Ｆ）に精製した。充填剤（２０％中等粒度沈降炭酸カルシウム）のパルプ完成紙料への添加の前に、製紙素材のｐＨ（７．８〜８．０）、アルカリ度（１５０〜２００ p.p.m.）、及び硬度（１００ p.p.m.）を適当な量のＮａＨＣＯ3 、ＮａＯＨ、及びＣａＣｌ2 を使用して調整した。
【００６８】
次の添加順序を使用した。２−オキセタノンサイズ剤をカチオン性スターチ（０. ４％）と組合せ、そしてスタッフボックスの後に抄紙機に加え、続いて充填剤（２０％）、ミョウバン（０. １％）及び高分子量アニオン性ポリアクリルアミド歩留まり向上剤（０. ０１％）を別々に加えた。白水トレーでの素材の温度を４３℃に制御した。リールにおいて５〜６％水分を与えるドライヤー分布を使用した（３．０ｍ／分の抄紙機速度）。この方法で製造した紙の機械上及び自然老化サイジング試験の結果を表２に示す。
【００６９】
明らかに、飽和脂肪酸の、完全に不飽和脂肪酸供給原料への添加は高められたサイジング効率を有する２−オキセタノンサイズ剤を与える。ＩＢＭ３８８試験の結果に基づき、このサイジング効率の増加は良好またはより良好な紙操作性能において得られた。
【００７０】
【表２】
0004165719.tif 000004
【００７１】
実施例１及び２のデータから、本発明は、主として不飽和脂肪酸から製造された比較のためのサイズ剤と同等かまたはそれより良好な走行性及びより高いサイジング効率（同じレベルの添加におけるより大きいＨＳＴサイジング）を与えることが分かる。さらに、実施例１のデータは本発明が主として不飽和脂肪酸からつくられた比較のためのサイズ剤よりも、良好な加工性能を与えることを示す。結果として、本発明はサイジング効率と加工性能の最良のバランスを与える。
【００７２】
【実施例３】
本実施例は不飽和脂肪酸と１６重量％〜６０重量％で変化する飽和脂肪酸を含む脂肪酸源との混合物からつくった２−オキセタノンサイズ剤の製造を示す。
【００７３】
２−オキセタノンサイズ剤を商業的なアルキルケテンダイマーを製造するために常用される方法によって製造した。すなわち、飽和脂肪酸の混合物から酸塩化物を慣用の塩素化剤（３塩化リン）を使用して製造し、そして酸塩化物を適切な塩基（トリエチルアミン）の存在下に脱塩化水素した。不飽和脂肪酸供給原料はハーキュリーズインコーポレーテッドから入手できるＰａｍａｋ（登録商標）１３１であり、そして飽和脂肪酸を含む脂肪酸源はハーキュリーズインコーポレーテッドから入手できるＰａｍｏｌｙｎ（登録商標）サチュレーツであった。Ｐａｍｏｌｙｎサチュレーツは、平均２５重量％の飽和脂肪酸（主としてステアリン酸）及び７５重量％の不飽和脂肪酸（典型的に４２重量％のオレイン酸及び３３重量％のリノール酸）を含む。ＰａｍｏｌｙｎサチュレーツとＰａｍａｋ１３１とを混合することによって、得られるブレンドが１０重量％の飽和脂肪酸を含むように、２−オキセタノン対照サイズ剤を製造した。他の２−オキセタノンサイズ剤はＰａｍｏｌｙｎサチュレーツから製造した。２つの対照２−オキセタノンサイズ剤を製造したが、１つはＥｍｅｒｓｏｌ  ２２１、他はＰａｍａｋ１３１を使用して製造した。
【００７４】
２−オキセタノンサイズ剤エマルジョンは米国特許４，３１７，７５６（参照によって本明細書に組み込まれる）の開示に従って、特にこの特許の実施例５を参照して製造し、そして試料を内部サイズ物として評価した。
【００７５】
実験室の試験はＰａｍｙｌｏｎサチュレートそれ自身から製造した２−オキセタノンサイズ剤が最良のサイジング性能を与えることを示した。Ｐ−１３１及びＰａｍｙｌｏｎサチュレーツのブレンドは他の対照試料に匹敵するサイジングを有する。