エマルジョンサイズ剤による表面処理シートの撥水性発現メカニズムの解明

阐明使用乳液施胶剂进行表面处理的片材的拒水机理

• 批准号: 12760119
• 负责人: 北岡 卓也
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12760119/
• 关键词: サイズ剤; アルミニウム化合物; カチオン性高分子; X線光電子分光法; 熱分解GC法; サイズ成分の分布挙動; マイクロフロキュレーション; サイズ性応答因子; 表面サイズ処理; エマルジョンサイズ剤; サイズ性発現効率; サイズ成分の分布状態; 繊維表面荷電

紙の重要な表面特性である機水性(サイズ性)の機能発現メカニズムについて、エマルジョンサイズ剤による表面処理シート表層のX線光電子分光分析(XPS分析)を中心に以下の知見を得た。1.シート中のカチオン成分がサイズ性発現に重要な役割を担っており、ロジン系サイズ処理であってもアラム(紙の劣化成分)を使用する二となく、ポリアミドアミンニピクロロヒドリン樹脂やポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドのような4級カチオン性高分子で代替することが可能であった。2.サイズ処理後に気相Brラベル化することによって、2D-XPS分析によるマッピングが可能となった。この新規な手法により、従来提唱されていたサイズ成分の均一な分布に加えて、水の浸透に対するサイズ成分の分布安定性の重要性が明らかとなった。3.ロジン成分のモデル化合物としてアルキル直鎖とカルボキシル基を有する脂肪酸を適用することによって、より詳細なサイズ紙表層のXPS元素分析が可能となった。その結果、シート中のサイズ成分量が同じであっても、繊維表面のサイズ成分由来のXPS光電子検出量と紙のサイズ性との間に極めて高い相関関係が確認された。4.XPSと熱分解GCを組み合わせることによって、シート表面のサイズ成分の微小な凝集挙動を評価することが可能となった。これは、これまでのSEMによる客観性にやや疑問の残る手法と比較して、信頼性が非常に高い。この手法を利用して、極少量のサイズ成分が紙のマクロな撥水性に効率的に寄与するサイズ性発現メカニズムの最重要課題であるサイズ応答性(サイズ性発現効率)について、アルキル鎖の異なるサイズ成分の混合とシート中のカチオン成分の存在が、どちらもサイズ分子の凝集抑制効果となって現れ、シート表面のサイズ分布をより均一にし、紙のサイズ性を決定していることが明らかとなった。

の important な surface features で あ る machine water-based (サ イ ズ) の function 発 now メ カ ニ ズ ム に つ い て, エ マ ル ジ ョ ン サ イ ズ tonic に よ る surface 処 Richard シ ー ト surface analysis の X-ray photoelectron spectroscopic (XPS) を center に の know of these を た. In 1. シ ー ト の カ チ オ ン composition が サ イ ズ sex 発 に important cut を な service now bear っ て お り, ロ ジ ン department サ イ ズ 処 Richard で あ っ て も ア ラ ム の degradation component (paper) を use す る two と な く, ポ リ ア ミ ド ア ミ ン ニ ピ ク ロ ロ ヒ ド リ ン resin や ポ リ ジ ア リ ル ジ メ チ ル ア ン モ ニ ウ ム ク ロ リ ド の よ う な 4 カ チ オ ン high Molecules で instead of する とが とが may であった. 2. サ イ ズ 処 reason after に 気 phase Br ラ ベ ル change す る こ と に よ っ て, 2 d - XPS analysis に よ る マ ッ ピ ン グ が may と な っ た. こ の new rules な gimmick に よ り, 従 to sing さ れ て い た サ イ ズ ingredients の な uniform distribution に added え て, water drenched の に す seaborne る サ イ ズ component importance の distribution stability の が Ming ら か と な っ た. 3. ロ ジ ン composition の モ デ ル compound と し て ア ル キ ル straight locks と カ ル ボ キ シ ル を has an す る fatty acids を applicable す る こ と に よ っ て, よ り detailed な サ イ ズ paper surface の XPS elemental analysis may が と な っ た. In そ の results, シ ー ト の サ イ が ズ into components with じ で あ っ て も, 繊 d surface の サ イ ズ measure component origin の XPS photoelectron 検 と paper の サ イ ズ sex と の に between extremely め て high い phase masato が masato department confirmed さ れ た. 4. XPS と pyrolysis GC を group み close わ せ る こ と に よ っ て, シ ー ト surface の サ イ ズ composition の tiny な agglutination 挙 dynamic を review 価 す る こ と が may と な っ た. こ れ は, こ れ ま で の SEM に よ る guest 観 sex に や や doubt の residual る gimmick と compare し て, letter 頼 が に い very high. こ の technique を USES し て, tiny の サ イ ズ composition が paper の マ ク ロ な dial water-based に sharper rate に send and す る サ イ ズ sex 発 now メ カ ニ ズ ム の is the most important subject で あ る サ イ ズ 応 answer sex (サ イ ズ 発 now working rate) に つ い て, ア ル キ ル lock の different な る サ イ ズ composition の mixed と シ ー ト in の カ チ オ ン composition の が, ど ち ら も サ イ ズ Molecular の agglutination inhibition of unseen fruit と な っ て れ, シ ー ト surface の サ イ ズ distribution を よ り uniform に し, paper の サ イ ズ sex を decided し て い る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

Takuya KITAOKA,Hiroo TANAKA: "Fiber charge characteristics of pulp suspension containing aluminum sulfate"Journal of Wood Science. 47(in press). (2001)

Takuy​​a KITAOKA、Hiroo TANAKA：“含硫酸铝的纸浆悬浮液的纤维电荷特性”木材科学杂志。

Wang F., Tanaka H., Kitaoka T., Hubbe M.A.: "Distribution characteristics of rosin size and their effect on the internal sizing of paper"Nordic Pulp and Paper Research Journal. 15. 416-421 (2000)

Wang F.、Tanaka H.、Kitaoka T.、Hubbe M.A.：“松香施胶剂的分布特征及其对纸张内部施胶的影响”《北欧制浆造纸研究杂志》。

Kitaoka T., Yamamoto H., Nishino R., Tanaka H.: "Two-dimensional XPS analysis of rosin distribution in paper sheets tub-sized with dispersed rosin size"Journal of Wood Science. 48(in press). (2002)

Kitaoka T.、Yamamoto H.、Nishino R.、Tanaka H.：“采用分散松香尺寸的桶状纸张中松香分布的二维 XPS 分析”木材科学杂志。

Kitaoka T., Isogai A., Onabe F., Endo T.: "Sizing mechanism of rosin emulsion size-alum systems, Part 4. Surface sizing by rosin emulsion size on alum-treated base paper"Nordic Pulp and Paper Research Journal. 16. 96-102 (2001)

Kitaoka T.、Isogai A.、Onabe F.、Endo T.：“松香乳液施胶剂-明矾体系的施胶机理，第 4 部分。松香乳液施胶剂在明矾处理的原纸上进行表面施胶”Nordic Pulp and Paper Research Journal。