JP2001064892A - 熱可溶性ポリマーを含む抄き合わせ紙用添加剤及び抄き合わせ紙の製造方法 - Google Patents

熱可溶性ポリマーを含む抄き合わせ紙用添加剤及び抄き合わせ紙の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘度が低く取扱い易く、貯蔵安定性に優れ、
任意の割合に希釈でき、抄き合わせ紙の湿潤紙層にスプ
レーして、層間強度及び/または紙質が向上した抄き合
わせ紙を提供でき抄き合わせ紙用添加剤を提供する。 【解決手段】 (メタ)アクリル酸、アクリロニトリ
ル、アクリルアミド、その他の単量体を特定割合で含有
する単量体混合物を、水溶性でかつ塩水溶液中で可溶な
カチオン性ポリマー分散剤の共存下、塩水溶液中あるい
は水溶液中で撹拌しながら共重合して製造した、主成分
の粒子径が100μm以下で、pH4以下で、温度50
〜95℃の範囲で可溶化する熱可溶性ポリマーを含むポ
リマー分散液を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可溶性ポリマー
を含む抄き合わせ紙用添加剤及び抄き合わせ紙の製造方
法に関するものであり、さらに詳しくは、熱可溶性ポリ
マーの濃度が高濃度であってもその粘度が低く取扱い易
く、貯蔵安定性に優れ、かつ任意の割合に希釈可能な熱
可溶性ポリマーを含むポリマー分散液からなる抄き合わ
せ紙用添加剤及び、そのポリマー分散液を使用した抄き
合わせ紙の製紙方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、紙の層間強度向上剤としては、生
澱粉あるいは燐酸エステル化澱粉があり、それらのスラ
リーをスプレーする方法が一般的である。特開平11−
36195号公報には、両性電解質を水に溶解し、ポリ
イオンコンプレックスを形成させこれを層間強度向上剤
としてスプレーする方法が提案されている。また特開平
10−331100号公報には、(メタ)アクリル酸を
含有する高分子微粒子を含む分散剤をスプレーする方法
が提案されている。また、紙質向上方法としてはアニオ
ン性あるいは両性のアクリルアミド系ポリマーをウェッ
トエンドに添加して、紙質向上を計っている。この内添
紙質向上剤は高添加率域では紙への歩留り率が悪くな
り、希望の紙質が得られない欠点を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般的に従来の澱粉の
場合は抄き合わせ紙の湿潤紙層に、0.5〜1.5g/
2 程度の量をスプレーして、層間強度向上を計ってい
る。前記特開平11−36195号公報の場合は、ポリ
イオンコンプレックスを澱粉の1/5程度のスプレー塗
布量で同程度の層間強度向上が得られるが、コスト的に
は未だ優位性が見られない。
【0004】一方、前記特開平10−331100号公
報におけるアクリル酸を含有する高分子微粒子をスプレ
ーする方法の場合は、酸性で抄紙された湿潤紙層にスプ
レーした場合には、澱粉の1/10の量で同等の層間剥
離強さを発揮するが、中性で抄紙された湿潤紙層にスプ
レーした場合には澱粉の1/5の量で初めて同等の性能
を発揮する。
【0005】本発明の第1の目的は、特開平10−33
1100号公報記載の技術を改良して酸性で抄紙された
湿潤紙層にスプレーした場合も、中性で抄紙された湿潤
紙層にスプレーされた場合にも澱粉の凡そ1/10の量
で同等の層間剥離強さを発揮する抄き合わせ紙用添加剤
であって、澱粉をスプレーするよりも作業性が良く、安
定操業ができ、しかもコスト的にも優位性がある抄き合
わせ紙用添加剤を提供することであり、本発明の第2の
目的は、従来のポリアクリルアミド系の内添紙質向上剤
の紙への歩留り率の悪さの問題を改良し、湿潤紙層にス
プレーすることにより歩留り率が向上し、かつ紙質向上
も図れるような抄き合わせ紙の製造方法を提供すること
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
を重ねた結果、特開平10−331100号公報記載の
(メタ)アクリル酸を含有する高分子微粒子を中性紙に
スプレーした場合には(メタ)アクリル酸が湿紙中のア
ルカリ分と反応してイオン化され、高分子微粒子が溶解
してしまい、その結果、層間に留まる高分子微粒子数が
減少し層間剥離強さが悪くなるのが原因であると考えら
れたため、中性紙にスプレーしても酸性紙にスプレーし
た場合と同様の性能を発揮する高分子微粒子、すなわち
中性紙にスプレーされた段階では溶解され難く、乾燥工
程に入って初めて可溶化するような高分子微粒子を用い
ることにより、層間剥離強さの向上や紙質向上が計れる
ことを見いだし本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち本発明の請求項1は、(a)(メ
タ)アクリル酸5〜20重量%、(b)アクリロニトリ
ル20〜35重量%、(c)アクリルアミド45〜75
重量%、(d)その他の単量体0〜5重量%[但し、a
+b+c+d=100重量%]を含有して成る単量体混
合物を、水溶性でかつ塩水溶液中で可溶なカチオン性ポ
リマーからなる分散剤の共存下、塩水溶液中あるいは水
溶液中で撹拌しながら共重合することにより製造した下
記特性(1)および(2)を有する熱可溶性ポリマーを
含むポリマー分散液からなることを特徴とする抄き合わ
せ紙用添加剤に関するものである。 (1)主成分の粒子径が100μm以下 (2)pH4以下において、温度が50〜95℃の範囲
で可溶化する
【0008】すなわち、水分散性で粒子径が100μm
以下でしかも熱可溶性である条件を満たすような(メ
タ)アクリル酸、アクリロニトリル、アクリルアミドな
どを共重合して得られるポリマーの内、pH4以下の条
件下で、可溶化する温度が50〜95℃の範囲にあるポ
リマーを含むポリマー分散液を抄き合わせ紙の湿潤紙層
にスプレーすることにより課題を解決できる。
【0009】本発明の請求項2は、請求項1記載の抄き
合わせ紙用添加剤において、分散剤として使用するカチ
オン性ポリマーが、ジメチルジアリルアンモニウムクロ
リド(共)重合体、(メタ)アクリロイルオキシエチル
トリメチルアンモニウムクロリド(共)重合体、N−ビ
ニルホルムアミド(共) 重合体の加水分解物、N−ビニ
ルアセトアミド(共)重合体の加水分解物のいずれかで
あることを特徴とするものである。
【0010】本発明の請求項3は、請求項1あるいは請
求項2記載の抄き合わせ紙用添加剤において、単量体と
分散剤の重量比が100:1〜10:1であることを特
徴とするものである。
【0011】本発明の請求項4は、紙層形成後の湿潤紙
層を抄き合わせた後、プレスし、更に乾燥する工程を含
む2層以上の抄き合わせ紙の製造方法において、紙層形
成後の抄き合わせ前の湿潤紙層に、請求項1〜請求項3
のいずれかに記載の抄き合わせ紙用添加剤をスプレー添
加することを特徴とする抄き合わせ紙の製造方法に関す
るものである。
【0012】本発明の請求項5は、請求項4記載の抄き
合わせ紙の製造方法において、紙層形成時の抄紙pHが
4.0〜9.0であることを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。本
発明のポリマー分散液からなる抄き合わせ紙用添加剤の
特徴は、水で希釈した時の希釈液のpHが4以下では5
0℃未満、特に常温では溶けず、粒子状態を保ったまま
分散状態にあるが、加熱し、ある一定の温度範囲(50
〜95℃の温度範囲、好ましくは、60℃〜95℃の温
度範囲)になると溶解し、粒子として存在し得なくなる
性質を有する点にある。
【0014】一般的に抄紙系の温度は常温から50℃前
後の場合が多く、マシンで抄紙された湿潤紙もこの範囲
の温度になる場合が多い。そのため熱可溶性ポリマーの
溶解温度が抄紙系よりも低い温度で溶解してしまうと、
湿潤紙にポリマーがスプレーされ、クーチロールで脱水
された後にはポリマーが水とともに流出したり、紙層内
部に拡散し接着効果が低下してしまう。一方、溶解温度
が50〜95℃であればクーチロールによる湿潤紙の脱
水が行われた後でもポリマーは未だ溶解せず湿潤紙の表
層に留まり、ドライヤーによる加熱が始まってから溶解
がおきるので、ポリマーの適度な広がりによって良好な
接着効果が発現する。50℃未満で溶解してしまうと充
分な接着効果が発現しない。一方、95℃を超えるとド
ライヤーによる加熱でも粒子が溶解せず、接着効果が発
現しない恐れがある。すなわち、乾燥に供される湿潤紙
は通常ドライヤーパートにおいて最終的に最高温度95
〜100℃まで加熱されるが、熱可溶性ポリマーの溶解
温度が95℃を超えて高くなり過ぎると、乾燥過程でポ
リマー粒子が溶解しない場合があり接着効果が発現しな
い恐れがある。
【0015】本発明において、ポリマー分散液中に存在
するポリマー粒子の主成分の粒径は100μm以下であ
る。現在多く使用されているデンプンスラリーのスプレ
ーにおいて、デンプン粒子径は凡そ50〜100μm程
度である。したがって、ポリマー粒子が100μmを超
えると通常のスプレー操作に支障をきたすので好ましく
ない。
【0016】本発明の抄き合わせ紙用添加剤として用い
るポリマーは、前記の通り(a)(メタ)アクリル酸5
〜20重量%、好ましくは7〜17重量%、(b)アク
リロニトリル20〜35重量%、好ましくは22〜30
重量%、(c)アクリルアミド45〜75重量%、好ま
しくは53〜71重量%、(d)その他の単量体0〜5
重量%[但し、a+b+c+d=100重量%]を含有
してなるものである。
【0017】ここで、(a)成分の(メタ)アクリル酸
とはアクリル酸および/またはメタクリル酸をいう。こ
れら(メタ)アクリル酸は単独使用または併用使用が可
能である。(a)成分の(メタ)アクリル酸の5重量%
未満では層間強度向上剤及び/または紙質向上剤として
性能が劣る恐れがあり、(メタ)アクリル酸が20重量
%を超えると中性紙にスプレーした場合、ポリマーがイ
オン化され、プレスパートで溶解してしまい乾燥性を悪
化させる傾向が見られるので好ましくない。特に好まし
い(メタ)アクリル酸の量の範囲は7〜17重量%であ
る。
【0018】そして(b)成分のアクリロニトリルの量
については、ポリマー分散液を水で希釈した時、先ず粒
子状態を保つのに最低限の量が必要であり、尚かつ希釈
液のpHが4以下の条件下で可溶化する温度が50℃以
上の条件をクリアする必要があり、(メタ)アクリル酸
の量に左右されるが、これらの点を考慮して下限値は2
0重量%である。(b)成分のアクリロニトリルの上限
値は、可溶化温度95℃以下の条件で決まり、アクリロ
ニトリルの量が35重量%を超えると可溶化温度が95
℃を超えることになり、層間強度向上剤および/または
紙質向上剤として性能が劣るので好ましくない。特に好
ましいアクリロニトリルの量の範囲は22〜30重量%
である。
【0019】そして(c)成分のアクリルアミドの量は
ポリマー全体の100重量%より(a)成分の(メタ)
アクリル酸の重量%および(b)成分のアクリロニトリ
ルの重量%を差し引いた量よりなり、45〜75重量%
の範囲内である。そして(d)成分のその他の単量体を
使用した場合には、(c)成分のアクリルアミドの量は
ポリマー全体の100重量%より(a)成分の(メタ)
アクリル酸の重量%、(b)成分のアクリロニトリルの
重量%および(d)成分のその他の単量体の重量%を差
し引いた量となる。
【0020】(d)成分のその他の単量体の量は0〜5
重量%の範囲内で、主成分のポリマーの粒子径が100
μm以下であり、かつ重合後の生成粒子がpH4以下の
条件下で可溶化する温度が50〜95℃の範囲内に有る
限り自由に選択できる。(d)成分のその他の単量体と
しては、非イオン性モノマー、アニオン性モノマー、カ
チオン性モノマーなど、これらの混合物などいずれも使
用できる。
【0021】ここで使用できる非イオン性モノマーとし
ては、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸メチル、(メ
タ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシ
エチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メ
タ)アクリル酸ポリオキシエチレン、ビニルメチルエー
テル、ダイアセトンアクリルアミド、N−イソプロピル
アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、
N,N−ジエチルアクリルアミド、アクリロイルモルホ
リン、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミ
ド、メタクリルアミドなど、これらの2種以上の混合物
などを挙げることができる。アニオン性モノマーとして
は、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン
酸ソーダ、(メタ)アリルスルホン酸ソーダ、スチレン
スルホン酸ソーダ、ビニルスルホン酸ソーダ、イタコン
酸、マレイン酸、フマル酸、ムコン酸、シトラコン酸な
ど、これらの2種以上の混合物などを挙げることができ
る。カチオン性モノマーとしては、N,N−ジメチルア
ミノエチル(メタ)アクリレートの鉱酸塩及び4級塩、
N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミ
ドの鉱酸塩及び4級塩、アリルアミンの鉱酸塩、ジアリ
ルアミンの鉱酸塩、ジメチルジアリルアンモニウムクロ
リドなど、これらの2種以上の混合物などを挙げること
ができる。
【0022】本発明を実施するに当たり、100μm以
下のポリマー微粒子を造る技術の一つは、水溶性でかつ
塩水溶液中で可溶なカチオン性ポリマーの存在下で共重
合する方法である。ここでいうカチオン性ポリマーの具
体例としては、例えば、ジアルキルアミノアルキル(メ
タ)アクリレートの塩または4級化物あるいはジアルキ
ルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドの塩または4
級化物の(共)重合体ならびにジアルキルジアリルアン
モニウム塩(共)重合体さらにN−ビニルアミド(共)
重合体の加水分解物の中から選ばれるカチオン性ポリマ
ーを挙げることができる。
【0023】ここでジアルキルアミノアルキル(メタ)
アクリレートの塩または4級化物としては、ジメチルア
ミノエチルメタクリレート塩酸塩、アクリロイルオキシ
エチルトリメチルアンモニウウムクロリドなどを挙げる
ことができる。
【0024】また、ジアルキルアミノアルキル(メタ)
アクリルアミドの塩または4級化物としては、ジメチル
アミノプロピルアクリルアミドの塩酸塩、メチル化物な
どを挙げることができる。
【0025】ジアルキルジアリルアンモニウム塩として
は、ジメチルジアリルアンモニウムクロリドを挙げるこ
とができる。
【0026】N−ビニルアミド(共)重合体としては、
N−ビニルホルムアミド(共)重合体、N−ビニルアセ
トアミド(共)重合体を挙げることができ、これらの加
水分解物が使用できる。
【0027】上記の水溶性で塩水溶液中で可溶なカチオ
ン性ポリマーは単独で使用してもよく、2種類以上を併
用使用してもよい。
【0028】これらの中でも特に好ましいカチオン性ポ
リマーは、ポリ−ジメチルジアリルアンモニウムクロリ
ドおよびポリ−アクリロイルオキシエチルトリメチルア
ンモニウムクロリドである。
【0029】本発明において、共重合に使用する単量体
と分散剤として使用する水溶性でかつ塩水溶液中で可溶
なカチオン性ポリマーとの重量比は、単量体:分散剤=
100:1〜10:1の範囲の内から選ばれることが好
ましい。分散剤の量が100:1未満では分散剤として
の機能が発揮できない恐れがあり、分散剤の量が10:
1を超えるとコスト的に不利になる。好ましい単量体と
分散剤との重量比は、単量体:分散剤=50:1〜2
0:1の範囲である。
【0030】本発明の共重合を実施するにあたり塩水溶
液中で行なう場合と水溶液中で行なう場合がある。例え
ば、(b)成分のアクリロニトリルの量が30重量%以
上の場合には水溶液中で共重合を行ない、粒子径が10
0μm以下の粒子を得ることが可能である。但し水溶液
中で共重合を行なった場合、得られたポリマー分散液の
流動性が不足する時にはポリマー分散液全体に対して3
〜5重量%の塩を添加することにより流動性が増し、貯
蔵安定性がよくなる。
【0031】アクリロニトリルの量が30重量%未満の
場合には塩水溶液中で共重合を行なう必要がある。塩水
溶液を形成する塩としてはナトリウム、カリウムなどの
アルカリ金属塩あるいはアンモニウム塩の塩化物、硫酸
塩、硝酸塩などを挙げることができる。好ましい塩とし
ては塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウ
ムを挙げることができる。使用する塩の量は使用する塩
の種類、および単量体の仕込む濃度により異なるが、重
合系全体に対して4〜8%程度である。塩水溶液中で共
重合を行なった場合でも流動性を増し、貯蔵安定性をよ
くする目的で共重合が終わった後、塩を添加する方法は
有効な手段である。
【0032】前記(a)〜(d)成分の共重合をカチオ
ン性ポリマーの共存下、塩水溶液中あるいは水溶液中で
撹拌しながら行なう方法に於いて、重合開始方法は従来
公知の方法が使用できる。脱イオン水に単量体、分散
剤、必要により塩を仕込み、撹拌しながら窒素通気によ
り溶存酸素を除去する。同時に外部加熱により系を所定
の温度に調整後、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム
などの過硫酸と亜硫酸水素ナトリウムのごとき還元剤を
併用するレドックス系重合開始剤を使用することができ
る。また2,2’−アゾビス(2−アミジノフロパン)
ジハイドロクロリド、2,2’−アゾビス〔2−(2−
イミダゾリン−2−イル)プロパン〕ジハイドロクロリ
ドなどの水溶性アゾ系開始剤も使用できる。
【0033】本発明で使用されるポリマー分散液のポリ
マー濃度は凡そ15〜35重量%の範囲内で調製され
る。15重量%未満では運賃コストが高価になり過ぎ、
35重量%を超えると製品の流動性が不足し、取扱い難
くなる。本発明のポリマー分散液をスプレー塗布する場
合、希望の濃度に希釈してスプレー塗布されるが、希釈
倍率は自由に選択できる。一般的に従来の澱粉は0.5
〜5重量%程度の濃度に希釈分散させてスプレー塗布さ
れているのに対して、本発明品は、凡そ0.05〜0.
5重量%濃度でスプレー塗布する方法が使用できる。紙
質向上剤としてより多くのポリマーをスプレー塗布した
い場合には凡そ0.5〜5重量%濃度でもスプレー塗布
が可能である。
【0034】本発明で使用する熱可溶性ポリマーは、中
性あるいは弱アルカリで抄紙された湿潤紙層にスプレー
した場合、乾燥過程で加熱されるまで溶解することはな
く、湿潤紙層内部にポリマーが浸透せず紙層表面に留ま
る。抄紙紙、湿潤紙層が合わさりクーチロールがかかり
脱水された状態ではポリマー微粒子は紙層−紙層間に留
まる。この後、ドライヤーパートで加熱されて始めてポ
リマー微粒子が、紙層中に残る水分により溶解し、微粒
子周囲のみポリマーが拡散しパルプ繊維間の接着が行わ
れる。
【0035】そのため特開平10−33100号公報記
載のポリマーは酸性抄紙(pH4以下)の抄き合わせ紙
のみで十分な効果を発現したが、本発明で使用する熱可
溶性ポリマーは、中性〜弱アルカリ性の抄紙条件でも良
好な効果を発揮する。
【0036】したがって本発明の熱可溶性ポリマーを含
む抄き合わせ紙用添加剤の適用可能な抄紙pHは4.0
以上9.0以下である。一般的に抄紙pHは酸性抄紙に
おいても4.0未満の場合は少なく、4.0未満で抄紙
すると紙に悪影響を与える。また、抄紙pHが9.0を
超えるとポリマーの溶解性が徐々に促進され、湿潤紙表
層に留まったポリマー粒子がドライヤーで加熱される前
に溶解してしまい、プレスパートで脱水される際に水と
ともに流出したり、湿潤紙内部に浸透してしまい接着効
果が低下するので好ましくない。
【0037】
【実施例】以下に実施例によって本発明をより詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、各実施例における%はいずれも重量%である。ま
ず、熱可溶性ポリマーを含むポリマー分散液の実施例を
説明し、ついでこの熱可溶性ポリマーを含むポリマー分
散液を抄き合わせ紙用添加剤剤として使用した製紙方法
の実施例を説明する。
【0038】(実施例1)撹拌機、還流冷却管、温度計
および窒素導入管を備えた4つ口500mlセパラブル
フラスコに脱イオン水:182g、80%アクリル酸:
7.5g、50%アクリルアミド:72g、40%ジメ
チルジアリルアンモニウムクロリドポリマー(固有粘
度:0.8)7.5gを仕込み撹拌しながら窒素導入管
より窒素を導入し、溶存酸素の除去を行なう。この間外
部の恒温水槽により45℃に内部温度を調製する。窒素
導入30分後、アクリロニトリル:18gを仕込み、続
いて2%の2,2’−アゾビス〔2−(2−イミダゾリ
ン−2−イル)プロパン〕ジハイドロクロリド水溶液:
1gを添加して重合反応を開始させる。45℃で10時
間重合反応を続けた後、硫酸ナトリウム:12gを添加
して製品A−1を得た。A−1は分散剤を除いたポリマ
ー濃度が20%で、アクリル酸:10%、アクりロニト
リル:30%、アクリルアミド:60%のコポリマーで
あり、この製品A−1の粘度は1480mPa・sであ
った。なお顕微鏡観察の結果、5〜20μmの粒子であ
ることが判明した。A−1を蒸留水で20倍に希釈した
熱可溶性ポリマーを含むポリマー分散液は80℃で溶解
した。
【0039】(実施例2)撹拌機、還流冷却管、温度計
および窒素導入管を備えた4つ口500mlセパラブル
フラスコに脱イオン水:112g、80%アクリル酸:
16.88g、50%アクリルアミト:108g、分散
剤として20%アクリロイルオキシエチルトリメチルア
ンモニウムクロリドポリマー(固有粘度:1.0)15
g、硫酸ナトリウム:15gを仕込み、撹拌しながら窒
素導入管より窒素を導入し、溶存酸素の除去を行なう。
この間外部の恒温水槽により40℃に内部温度を調製す
る。窒素導入30分後、アクリロニトリル:22.5g
を仕込み、続いて2%の2,2’−アゾビス〔2−(2
−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕ジハイドロクロ
リド水溶液:1.6gを添加して重合反応を開始させ
る。40℃で16時間重合反応を続けた後、硫酸ナトリ
ウム:9gを添加して製品A−2を得た。A−2は分散
剤を除いたポリマー濃度が30%でアクリル酸:15
%、アクリルニトリル:25%アクリルアミド:60%
のコポリマーであり、この製品A−2の粘度は960m
Pa・sであった。なお顕微鏡観察の結果、粒径は10
〜80μmであった。A−2を蒸留水で30倍に希釈し
た熱可溶性ポリマーを含むポリマー分散液は65℃で溶
解した。
【0040】(実施例3)撹拌機、還流冷却管、温度計
および窒素導入管を備えた4つ口500mlセパラブル
フラスコに脱イオン水:175g、80%アクリル酸:
3.8g、50%アクリルアミド:74.4g、20%
メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムク
ロリドポリマー(固有粘度1.1)15gを仕込み撹拌
しながら窒素導入管より窒素を導入し、溶存酸素の除去
を行なう。この間外部の恒温水槽により45℃に内部温
度を調製する。窒素導入30分後、アクリロニトリル:
18.8gを仕込み、続いて2%の2,2’−アゾビス
〔2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕ジハ
イドロクロリド水溶液:1gを添加して重合反応を開始
させる。45℃で10時間重合反応を続けた後、硫酸ナ
トリウム:12gを添加して製品A−3を得た。A−3
は分散剤を除いたポリマー濃度が20%でアクリル酸:
5%、アクリルニトリル:33%、アクリルアミド:6
2%のコポリマーであり、この製品A−3の粘度は67
0mPa・sであった。なお顕微鏡観察の結果、粒径は
5〜15μmであった。A−3を蒸留水で20倍に希釈
した熱可溶性ポリマーを含むポリマー分散液は85℃で
溶解した。
【0041】(比較例1)実施例1に示した方法と同様
にして、次に示す組成のコポリマー製品B−1を合成し
た。 80%アクリル酸 11.25g(15%) アクリロニトリル 9.0g(15%) 50%アクリルアミトド 84.0g(70%) 40%ジメチルジアリルアンモニウムクロリドポリマー 7.5g 硫酸ナトリウム 重合時 30.0g 脱シオン水 151.25g 2%重合開始剤 1.0g 硫酸ナトリウム 重合後 6.0g B−1は分散剤を除いたポリマー濃度が20%で、製品
B−1の粘度は325mPa・sであった。なお顕微鏡
観察の結果、粒径は5〜15μmであった。20倍希釈
液の溶解温度は45℃であった。
【0042】(比較例2)実施例1に示した方法と同様
にして、次に示す組成のコポリマー製品B−2を合成し
た。 80%アクリル酸 0g(0%) アクリロニトリル 18.0g(30%) 50%アクリルアミド 84.0g(70%) 40%ジメチルジアリルアンモニウムクロリドポリマー 7.5g 硫酸ナトリウム 重合時 12.0g 脱シオン水 165.5g 2%重合開始剤 1.0g 硫酸ナトリウム 重合後 12.0g B−2は分散剤を除いたポリマー濃度が20%で、製品
B−2の粘度は890mPa・sであった。なお顕微鏡
観察の結果、粒径は5〜30μmであった。20倍希釈
液の溶解温度は75℃であった。
【0043】(比較例3)実施例1に示した方法と同様
にして、次に示す組成のコポリマー製品B−3を合成し
た。 80%アクリル酸 22.5g(30%) アクリロニトリル 0g(0%) 50%アクリルアミド 84.0g(70%) 40%ジメチルジアリルアンモニウムクロリドポリマー 7.5g 硫酸アンモニウム 重合時 52.5g 脱シオン水 132.5g 2%重合開始剤 1.0g B−3は分散剤を除いたポリマー濃度が20%で、製品
B−3の粘度は860mPa・sであった。なお顕微鏡
観察の結果、粒径は5〜20μmであった。20倍希釈
液は25℃で粘性があり溶解温度は存在しないと見られ
る。
【0044】(比較例4)実施例1に示した方法と同様
にして、次に示す組成のコポリマー製品B−4を合成し
た。 80%アクリル酸 11.25g(15%) アクリロニトリル 24.0g(40%) 50%アクリルアミド 54.0g(45%) 40%ジメチルジアリルアンモニウムクロリドポリマー 7.5g 脱シオン水 190.25g 2%重合開始剤 1.0g 硫酸ナトリウム 重合後 12.0g B−4は分散剤を除いたポリマー濃度が20%で、製品
B−4の粘度は1360mPa・sであった。なお顕微
鏡観察の結果、粒径は2〜3μmの微粒子が集まり、2
00〜300μmの凝集粒子を形成しており、20倍希
釈液の溶解温度は97℃以上であった。
【0045】(比較例5)実施例1に示した方法と同様
にして、次に示す組成のコポリマー製品B−5を合成し
た。 80%アクリル酸 11.25g(15%) 50%アクリルアミド 102.0g(85%) 40%ジメチルジアリルアンモニウムクロリドポリマー 7.5g 脱シオン水 166.75g 2%重合開始剤溶液 1.0g 硫酸ナトリウム 重合後 12.0g B−5は分散剤を除いたポリマー濃度が20%で、製品
B−4の粘度は850mPa・sであった。なお顕微鏡
観察の結果、粒径は5〜20μmであった。20倍希釈
液の溶解温度は35℃以上であった。
【0046】(比較例6)市販の馬鈴薯澱粉をB−6と
する。
【0047】(比較例7)市販のハイモ株製の両性アク
リルアミド系内添紙力増強剤(ハイモロックKL−12
7)をB−7とする。
【0048】(実施例4)LBKPをナイアガラ式ビー
ターにて叩解し、カナディアンスタンダードフリーネス
(C.S.F)430mlに調製したパルプに、液体バ
ンド2%添加した後、パルプスラリーのpHを5.0%
炭酸ナトリウム水溶液でpH4.5に調製し、市販の紙
力増強剤(ポリストロン117、荒川化学製)を対パル
プ0.3%添加して撹拌し均一に混合した。得られたパ
ルプスラリーを0.5%に希釈し、抄紙pHを測定した
後、タッピィスタンダードシートマシン(1/16m
2 ) に1L入れ乾燥坪量80g/m2の紙を抄紙した。
ワイヤー上のウエットシートに濾紙、クーチプレートを
乗せクーチロール3回かけ湿紙を濾紙に転写した。これ
をA層とした。次いで同様に乾燥坪量80g/m2 の紙
を抄紙し、ワイヤーごと湿紙を直示天秤に乗せ、実施例
1で調製したA−1を表1に記載した所定の希釈濃度に
希釈して作った熱可溶性ポリマーを含むポリマー分散液
を圧力2.5気圧で10.0gノズルよりスプレー塗布
した。これをB層とした。
【0049】A層を濾紙がついたままB層に合わせ、そ
の後濾紙を剥がした。これをワイヤーごとシートマシン
に戻し、シートマシンに水を張りワイヤーの下まで満た
した水を排水することにより減圧脱水し、あらたに濾紙
を乗せ、クーチロールを3回かけ濾紙に転写させた。転
写した湿紙を2枚の濾紙に挟み、3Kg/m2 の圧力で
5分間プレス後、ロータリードライアーで乾燥させて抄
き合わせ紙をえた。得られた抄き合わせ紙を調湿後J−
TAPPI紙パルプ試験法No.19−77に従ってT
字剥離強さ(gf/5cm)を測定した。結果を表1に
示す。使用したポリマー製品の試料名、希釈濃度、塗布
量、抄紙pH、スプレー状態も合わせて表1に示す。
【0050】(実施例5)実施例2で調製したA−2を
表1に記載した所定の希釈濃度に希釈して作った熱可溶
性ポリマーを含むポリマー分散液を用いた以外は実施例
4と同様にして抄き合わせ紙をえた。得られた抄き合わ
せ紙を調湿後、実施例4と同様にしてT字剥離強さ(g
f/5cm)を測定した結果を表1に示す。使用したポ
リマー製品の試料名、希釈濃度、塗布量、抄紙pH、ス
プレー状態も合わせて表1に示す。
【0051】(実施例6)実施例3で調製したA−3を
表1に記載した所定の希釈濃度に希釈して作った熱可溶
性ポリマーを含むポリマー分散液を用いた以外は実施例
4と同様にして抄き合わせ紙をえた。得られた抄き合わ
せ紙を調湿後、実施例4と同様にしてT字剥離強さ(g
f/5cm)を測定した結果を表1に示す。使用したポ
リマー製品の試料名、希釈濃度、塗布量、抄紙pH、ス
プレー状態も合わせて表1に示す。
【0052】(比較例8)比較例1で調製したB−1を
表1に記載した所定の希釈濃度に希釈して作ったポリマ
ー分散液を用いた以外は実施例4と同様にして抄き合わ
せ紙をえた。得られた抄き合わせ紙を調湿後、実施例4
と同様にしてT字剥離強さ(gf/5cm)を測定した
結果を表1に示す。使用したポリマー製品の試料名、希
釈濃度、塗布量、抄紙pH、スプレー状態も合わせて表
1に示す。
【0053】(比較例9)比較例2で調製したB−2を
表1に記載した所定の希釈濃度に希釈して作ったポリマ
ー分散液を用いた以外は実施例4と同様にして抄き合わ
せ紙をえた。得られた抄き合わせ紙を調湿後、実施例4
と同様にしてT字剥離強さ(gf/5cm)を測定した
結果を表1に示す。使用したポリマー製品の試料名、希
釈濃度、塗布量、抄紙pH、スプレー状態も合わせて表
1に示す。
【0054】(比較例10)比較例3で調製したB−3
を表1に記載した所定の希釈濃度に希釈して作ったポリ
マー分散液を用いた以外は実施例4と同様にして抄き合
わせ紙をえた。得られた抄き合わせ紙を調湿後、実施例
4と同様にしてT字剥離強さ(gf/5cm)を測定し
た結果を表1に示す。使用したポリマー製品の試料名、
希釈濃度、塗布量、抄紙pH、スプレー状態も合わせて
表1に示す。
【0055】(比較例11)比較例4で調製したB−4
を表1に記載した所定の希釈濃度に希釈して作ったポリ
マー分散液を用いた以外は実施例4と同様にして抄き合
わせ紙をえた。得られた抄き合わせ紙を調湿後、実施例
4と同様にしてT字剥離強さ(gf/5cm)を測定し
た結果を表1に示す。使用したポリマー製品の試料名、
希釈濃度、塗布量、抄紙pH、スプレー状態も合わせて
表1に示す。
【0056】(比較例12)比較例5で調製したB−5
を表1に記載した所定の希釈濃度に希釈して作ったポリ
マー分散液を用いた以外は実施例4と同様にして抄き合
わせ紙をえた。得られた抄き合わせ紙を調湿後、実施例
4と同様にしてT字剥離強さ(gf/5cm)を測定し
た結果を表1に示す。使用したポリマー製品の試料名、
希釈濃度、塗布量、抄紙pH、スプレー状態も合わせて
表1に示す。
【0057】(比較例13)市販の馬鈴薯澱粉B−6を
表1に記載した所定の希釈濃度に希釈して作ったポリマ
ー分散液を用いた以外は実施例4と同様にして抄き合わ
せ紙をえた。得られた抄き合わせ紙を調湿後、実施例4
と同様にしてT字剥離強さ(gf/5cm)を測定した
結果を表1に示す。使用したポリマー製品の試料名、希
釈濃度、塗布量、抄紙pH、スプレー状態も合わせて表
1に示す。
【0058】
【表1】
【0059】表1から、実施例1〜3で調製された熱可
溶性ポリマーを含むポリマー分散液は中性で抄紙された
湿潤紙層にスプレーされた場合、比較例13の澱粉の凡
そ1/10の量で同等のT字剥離強さを発揮する上、ス
プレーの作業性がよく、安定操業ができることが判る。
比較例1〜5で調製されたポリマーを含むポリマー分散
液を用いた比較例8〜12は、湿潤紙層にスプレーされ
た場合(但し、比較例8および比較例10ではスプレー
状態が霧状不良である)、比較例13の澱粉の凡そ1/
10の量ではT字剥離強さが低いことが判る。
【0060】(実施例7)LBKPをナイアガラ式ビー
ターにて叩解し、カナディアンスタンダードフリーネス
(C.S.F)430mlに調製したパルプに、液体バ
ンド2%添加した後、パルプスラリーのpHを5.0%
炭酸ナトリウム水溶液でpH5.0に調製し、市販の紙
力増強剤(EX−320、ハリマ化成製)を対パルプ
0.3%添加して撹拌し均一に混合した以外は実施例4
と同様にして抄き合わせ紙をえた。得られた抄き合わせ
紙を調湿後、実施例4と同様にしてT字剥離強さ(gf
/5cm)を測定した結果を表2に示す。使用したポリ
マー製品の試料名、希釈濃度、塗布量、抄紙pH、スプ
レー状態も合わせて表2に示す。
【0061】(実施例8)市販の紙力増強剤(EX−3
20、ハリマ化成製)を添加する前のパルプスラリーの
pHを6.5に調整した以外は実施例7と同様にして抄
き合わせ紙をえた。得られた抄き合わせ紙を調湿後、実
施例4と同様にしてT字剥離強さ(gf/5cm)を測
定した結果を表2に示す。使用したポリマー製品の試料
名、希釈濃度、塗布量、抄紙pH、スプレー状態も合わ
せて表2に示す。
【0062】(実施例9)市販の紙力増強剤(EX−3
20、ハリマ化成製)を添加する前のパルプスラリーの
pHを8.0に調整した以外は実施例7と同様にして抄
き合わせ紙をえた。得られた抄き合わせ紙を調湿後、実
施例4と同様にしてT字剥離強さ(gf/5cm)を測
定した結果を表2に示す。使用したポリマー製品の試料
名、希釈濃度、塗布量、抄紙pH、スプレー状態も合わ
せて表2に示す。
【0063】(比較例14)市販の紙力増強剤(EX−
320、ハリマ化成製)を添加する前のパルプスラリー
のpHを5.0に調整し、ポリマー製品B−5を用いた
以外は実施例7と同様にして抄き合わせ紙をえた。得ら
れた抄き合わせ紙を調湿後、実施例4と同様にしてT字
剥離強さ(gf/5cm)を測定した結果を表2に示
す。使用したポリマー製品の試料名、希釈濃度、塗布
量、抄紙pH、スプレー状態も合わせて表2に示す。
【0064】(比較例15)市販の紙力増強剤(EX−
320、ハリマ化成製)を添加する前のパルプスラリー
のpHを6.5に調整し、ポリマー製品B−5を用いた
以外は実施例7と同様にして抄き合わせ紙をえた。得ら
れた抄き合わせ紙を調湿後、実施例4と同様にしてT字
剥離強さ(gf/5cm)を測定した結果を表2に示
す。使用したポリマー製品の試料名、希釈濃度、塗布
量、抄紙pH、スプレー状態も合わせて表2に示す。
【0065】(比較例16)市販の紙力増強剤(EX−
320、ハリマ化成製)を添加する前のパルプスラリー
のpHを8.0に調整し、ポリマー製品B−5を用いた
以外は実施例7と同様にして抄き合わせ紙をえた。得ら
れた抄き合わせ紙を調湿後、実施例4と同様にしてT字
剥離強さ(gf/5cm)を測定した結果を表2に示
す。使用したポリマー製品の試料名、希釈濃度、塗布
量、抄紙pH、スプレー状態も合わせて表2に示す。
【0066】
【表2】
【0067】表2から、A−1を用いた実施例7〜9の
場合は、抄紙pH5〜8の範囲において澱粉の凡そ1/
10の量で同等のT字剥離強さを発揮する上、スプレー
の作業性がよく、安定操業ができることが判る。それに
対して B−5を用いた比較例14、比較例16の場合
は、スプレー状態が霧状不良であり、比較例14〜比較
例16のいずれの場合も抄紙pH5〜8の範囲において
澱粉の凡そ1/10の量ではT字剥離強さが低いことが
判る。
【0068】(実施例10)パルプとして段ボール古紙
を用い、ポリマー製品としてA−1を用いた試験を行っ
た。段ボール故紙をナイアガラ式ビーターにて叩解し、
カナディアンスタンダードフリーネス(C.S.F)4
00mlに調製したパルプに液体バンド4%添加した
後、パルプスラリーのpHを5.0%炭酸ナトリウム水
溶液でpH5.5に調製した後、このパルプスラリーを
750ml採取し、実施例4と同様にして抄紙し、抄き
合わせ紙をえた。得られた抄き合わせ紙の比破裂度(J
IS P8112)、比圧縮強度(JIS Z040
1)、裂断長(JIS P8113)、内部強度(J−
TAPPI、No18)を測定した結果を表3に示す。
使用したポリマー製品の試料名、希釈濃度、塗布量、添
加率、抄紙pH、坪量も合わせて表3に示す。
【0069】(実施例11)表3に示したように希釈濃
度、塗布量、添加率を変えた以外は実施例10と同様に
して抄紙し、抄き合わせ紙をえた。得られた抄き合わせ
紙について実施例10と同様にして比破裂度、比圧縮強
度、裂断長、内部強度を測定した結果を表3に示す。
【0070】(比較例17)比較例7のハイモ株製の両
性アクリルアミド系内添紙力増強剤(ハイモロックKL
−127)(B−7)のポリマー濃度1%の希釈液を実
施例10で用いた段ボール故紙に対パルプ添加率0.3
%添加し、スリーワンモータにて(回転数600rp
m)30秒間攪拌して均一に混合した。得られたパルプ
スラリーをタッピィスタンダードシートマシン(1/1
6m2) に入れ乾燥坪量80g/m2 の紙を抄紙した。
ワイヤー上のウエットシートに濾紙、クーチプレートを
乗せクーチロール3回かけ湿紙を濾紙に転写した。これ
をA層とした。次いで同様に乾燥坪量80g/m2 の紙
を抄紙しB層を作成し、これにA層を重ね合わせ、その
後濾紙を剥がし、これをワイヤーごとシートマシンに戻
し、シートマシンに水を張りワイヤーの下まで満たした
水を排水することにより減圧脱水し、あらたに濾紙を乗
せ、クーチロールを3回かけ濾紙に転写させた。転写し
た湿紙を2枚の濾紙に挟み、3Kg/m2 の圧力で5分
間プレス後、ロータリードライアーで乾燥させて抄き合
わせ紙をえた。得られた抄き合わせ紙について実施例1
0と同様にして比破裂度、比圧縮強度、裂断長、内部強
度を測定した結果を表3に示す。
【0071】(比較例18)表3に示したように希釈濃
度、添加率を変えた以外は比較例17と同様にして抄紙
し、抄き合わせ紙をえた。得られた抄き合わせ紙につい
て実施例10と同様にして比破裂度、比圧縮強度、裂断
長、内部強度を測定した結果を表3に示す。
【0072】
【表3】
【0073】表3から、ポリマー製品A−1を用いた実
施例10〜11の場合は、比破裂度、比圧縮強度、裂断
長、内部強度が高く、紙質が向上した抄き合わせ紙が得
られることが判る。また希釈濃度、添加率を大きくすれ
ばそれに対応して、比破裂度、比圧縮強度、裂断長、内
部強度が大きくなることが判る。それに対して 両性ア
クリルアミド系内添紙力増強剤(ハイモロックKL−1
27)(B−7)を用いた比較例17、比較例18の場
合は、比破裂度、比圧縮強度、裂断長、内部強度が低
く、また希釈濃度、添加率を大きくしてもそれほど比破
裂度、比圧縮強度、裂断長、内部強度が向上しない。
【0074】
【発明の効果】本発明の請求項1記載の熱可溶性ポリマ
ーを含む抄き合わせ紙用添加剤は、熱可溶性ポリマーの
濃度が高濃度であってもその粘度が低く取扱い易く、貯
蔵安定性に優れ、かつ任意の割合に希釈でき、抄き合わ
せ紙の湿潤紙層にスプレーすることにより、層間強度及
び/または紙質が向上した抄き合わせ紙を提供できる。
【0075】本発明の請求項2記載の熱可溶性ポリマー
を含む抄き合わせ紙用添加剤は、分散剤として使用する
カチオン性ポリマーが、ジメチルジアリルアンモニウム
クロリド(共)重合体、(メタ)アクリロイルオキシエ
チルトリメチルアンモニウムクロリド(共)重合体、N
−ビニルホルムアミド(共) 重合体の加水分解物、N−
ビニルアセトアミド(共)重合体の加水分解物のいずれ
かであるので、入手し易く、経済的であり、しかも容易
に本発明の熱可溶性ポリマーを含むポリマー分散液を作
ることができる。
【0076】本発明の請求項3記載の熱可溶性ポリマー
を含む抄き合わせ紙用添加剤は、単量体と分散剤の重量
比を100:1〜10:1としたので、分散剤の機能が
発揮される上、コスト的に有利になる。
【0077】本発明の請求項4記載の抄き合わせ紙の製
造方法により、層間強度及び/または紙質が向上した抄
き合わせ紙を容易に製造できる。
【0078】本発明の請求項5記載の抄き合わせ紙の製
造方法により、中性〜弱アルカリ性の抄紙条件でも層間
強度及び/または紙質が向上した抄き合わせ紙を容易に
製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松久 茂樹 東京都品川区西五反田2−20−1 第28興 和ビルハイモ株式会社内 Fターム(参考) 4J011 AA08 BA08 JA06 JB08 JB14 JB26 4J100 AB07T AE03S AG04T AJ02Q AJ08T AJ09T AL03S AL08S AL09S AM02Q AM14T AM15P AM17S AM19S AM21S AN02S AN02T AN03T AN14T AP01T BA02S BA03S BA08S BA11S BA31T BA33T BA56T CA05 CA06 FA21 JA13 4L055 AG57 AG65 AG71 AG72 AG74 AG97 AH16 AH33 AH37 AH50 BD10 BD17 BE08 EA16 EA20 EA31 EA32 FA13 FA30

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)(メタ)アクリル酸5〜20重量
    %、(b)アクリロニトリル20〜35重量%、(c)
    アクリルアミド45〜75重量%、(d)その他の単量
    体0〜5重量%[但し、a+b+c+d=100重量
    %]を含有して成る単量体混合物を、水溶性でかつ塩水
    溶液中で可溶なカチオン性ポリマーからなる分散剤の共
    存下、塩水溶液中あるいは水溶液中で撹拌しながら共重
    合することにより製造した下記特性(1)および(2)
    を有する熱可溶性ポリマーを含むポリマー分散液からな
    ることを特徴とする抄き合わせ紙用添加剤。 (1)主成分の粒子径が100μm以下 (2)pH4以下において、温度が50〜95℃の範囲
    で可溶化する
  2. 【請求項2】 分散剤として使用するカチオン性ポリマ
    ーが、ジメチルジアリルアンモニウムクロリド(共)重
    合体、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルア
    ンモニウムクロリド(共)重合体、N−ビニルホルムア
    ミド(共) 重合体の加水分解物、N−ビニルアセトアミ
    ド(共)重合体の加水分解物のいずれかであることを特
    徴とする請求項1記載の抄き合わせ紙用添加剤。
  3. 【請求項3】 単量体と分散剤の重量比が100:1〜
    10:1であることを特徴とする請求項1あるいは請求
    項2記載の抄き合わせ紙用添加剤。
  4. 【請求項4】 紙層形成後の湿潤紙層を抄き合わせた
    後、プレスし、更に乾燥する工程を含む2層以上の抄き
    合わせ紙の製造方法において、紙層形成後の抄き合わせ
    前の湿潤紙層に、請求項1〜請求項3のいずれかに記載
    の抄き合わせ紙用添加剤をスプレー添加することを特徴
    とする抄き合わせ紙の製造方法。
  5. 【請求項5】 紙層形成時の抄紙pHが4.0〜9.0
    であることを特徴とする請求項4記載の抄き合わせ紙の
    製造方法。
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