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

基本信息

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

项目摘要

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。

主要通过对经过乳液施胶处理的纸张表面层进行 X 射线光电子能谱（XPS 分析），得到了关于纸的重要表面性质的耐水性（施胶性）的表现机制的以下发现代理人。 1.片材中的阳离子成分对施胶性能的发挥起着重要作用，即使在松香类施胶加工中，也需要使用明矾（纸张的劣化成分），并使用聚酰胺胺硝基氯醇树脂。也可以用聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚二烯丙基二甲基氯化铵等季阳离子聚合物来代替。 2. 通过尺寸处理后标记气相 Br，可以通过 2D-XPS 分析进行绘图。除了之前提出的尺寸成分均匀分布之外，这种新方法还阐明了尺寸成分分布稳定性对水渗透的重要性。 3. 通过使用具有直链烷基链和羧基的脂肪酸作为松香成分的模型化合物，可以对施胶纸表层进行更详细的XPS元素分析。结果，即使片材中的浆料成分的量相同，也确认了从纤维表面上的浆料成分检测到的XPS光电子量与纸的浆料特性之间具有极高的相关性。 4.通过组合XPS和热解GC，可以评估片材表面上浆料成分的微小团聚行为。与客观性值得怀疑的传统SEM方法相比，该方法极其可靠。使用这种方法，我们研究了施胶响应性（施胶发展效率），这是施胶发展机制中最重要的问题，其中极少量的施胶成分有效地促进了纸张的宏观拒水性。很明显，该混合物。浆料成分的存在和纸页中阳离子成分的存在均具有抑制浆料分子聚集的作用，使纸页表面的浆料分布更加均匀，决定了纸张的浆料性能。