JP2008050730A - Cationic surface sizing agent and paper coated with the sizing agent - Google Patents

Cationic surface sizing agent and paper coated with the sizing agent Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance sizing effects of a surface sizing agent on paper free of an internal sizing agent. <P>SOLUTION: The cationic surface sizing agent includes amines (A) and a copolymer (B) which is a copolymer obtained by polymerizing (a) 18-40 wt.% of a tertiary amino group-containing monomer with (b) 10-80 wt.% of a 4-18C alkyl ester of acrylic or methacrylic acid and (c) 0-70 wt.% of styrenes in the presence of a chain transfer agent and carrying out quaternization or without conducting the quaternization. Since the amines (A) such as laurylamine, oleylamine or distearylamine are further contained in the copolymer (B) prepared by reacting the monomer components of specific species in specified contents, the surface sizing agent is efficiently oriented in fiber surfaces of the paper by interaction of the components (A) and (B). Thereby, sizing properties can effectively be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はカチオン性表面サイズ剤に関して、内添サイズ剤を含まないか、ごく少量しか含まない紙に対してもサイズ効果に優れるものを提供する。   The present invention provides a cationic surface sizing agent that is excellent in sizing effect even on paper containing no or a very small amount of an internally added sizing agent.

最近の製紙技術の動向としては、抄造時の操業性向上のため、あるいは中性化による抄造pHの上昇や炭酸カルシウムを填料として内添する際の抄紙系内の汚れを低減するため、内添サイズ剤を減量したり、内添せずに抄造後に表面サイズ剤の塗工量を増加させたりして、紙および板紙の耐水性を向上させる方向に移りつつある。
このような事情から、これまでのアニオン性表面サイズ剤では効果が低いケースも増えてきているため、特に中性紙ではカチオン性の表面サイズ剤を塗工している。
上記カチオン性表面サイズ剤は、一般に、スチレン類と3級アミノ基含有モノマー(即ち、カチオン性モノマー)を主体とする3級アミノ基を有する共重合体、又はこれを4級化した共重合体の水溶液からなっている。
カチオン性表面サイズ剤の従来技術を挙げると次の通りである。
Recent trends in papermaking technology include the improvement of operability during papermaking, or the increase in papermaking pH due to neutralization and the reduction of dirt in the papermaking system when calcium carbonate is internally added as a filler. The amount of the sizing agent is reduced, or the coating amount of the surface sizing agent is increased after paper making without internal addition, so that the water resistance of paper and paperboard is improved.
Because of such circumstances, cases where the effect of conventional anionic surface sizing agents is low are increasing, and thus, a cationic surface sizing agent is applied particularly to neutral paper.
The cationic surface sizing agent is generally a copolymer having a tertiary amino group mainly composed of styrenes and a tertiary amino group-containing monomer (that is, a cationic monomer), or a copolymer obtained by quaternizing this copolymer. It consists of an aqueous solution.
The prior art of the cationic surface sizing agent is as follows.

(1)特許文献1
サイズ効果を向上する目的で、(a)スチレン類90〜60モル%と、(b)3級アミノ基又は4級アミノ基含有モノマー0〜30モル%と、(c)その他のビニルモノマー((メタ)アクリル酸エステル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリルアミド類、(メタ)アクリル酸など)0〜10モル%とを有機溶剤中で重合反応させたカチオン性疎水性ポリマーと、カチオン化澱粉とを混合した表面サイズ剤が開示されている(請求項1〜6、段落6〜7参照)。
(1) Patent Document 1
For the purpose of improving the size effect, (a) 90-60 mol% of styrenes, (b) tertiary amino group or quaternary amino group-containing monomer 0-30 mol%, (c) other vinyl monomers (( (Meth) acrylic acid ester, vinyl acetate, acrylonitrile, acrylamides, (meth) acrylic acid, etc.) 0-10 mol% and a cationic hydrophobic polymer obtained by polymerization reaction in an organic solvent were mixed with cationized starch. Surface sizing agents are disclosed (see claims 1-6, paragraphs 6-7).

(2)特許文献2
良好なサイズ性と離解性を成紙に付与することを目的として、(1)スチレン類50〜98.5モル%、(2)ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリル酸エステル又はその塩0.1〜9.9モル%、(3)上記(2)の4級化物0.1〜10モル%、(4)(メタ)アクリル酸アルキルエステル0〜48.5モル%であり、且つ、(2)と(3)の合計量が1.5〜10モル%である構成モノマーからなり、溶液重合又は塊状重合により得られた共重合体を水に添加したカチオン性高分子エマルションであって、内添サイズ剤又は表面サイズ剤に使用できるものが開示されている(特許請求の範囲、第2頁〜第3頁参照)。
(2) Patent Document 2
For the purpose of imparting good sizing properties and disaggregation properties to the paper, (1) 50-98.5 mol% of styrenes, (2) dialkylaminoalkyl (meth) acrylic acid esters or salts thereof 0.1-0.1 9.9 mol%, (3) 0.1 to 10 mol% of the quaternized product of (2) above, (4) 0 to 48.5 mol% of (meth) acrylic acid alkyl ester, and (2) And (3) is a cationic polymer emulsion comprising a constituent monomer having a total amount of 1.5 to 10 mol%, wherein a copolymer obtained by solution polymerization or bulk polymerization is added to water. What can be used for the sizing agent or the surface sizing agent is disclosed (see claims, pages 2 to 3).

(3)特許文献3
重合時に粕の発生を少なくし、サイズ性能及びインクジェット適性を向上し、発泡性を低下することなどを目的として、疎水性モノマーと3級アミノ基を有するモノマーの共重合体をオキシド類で4級化したカチオン性共重合体(A)を含有するカチオン性表面サイズ剤、或は、カチオン性共重合体(A)の存在下で、スチレン類や(メタ)アクリル酸エステルなどの疎水性モノマー(B)を重合(特に乳化重合:段落25)して得られる共重合体を含有するカチオン性表面サイズ剤が開示されている(請求項1〜6参照)。
(3) Patent Document 3
A copolymer of a hydrophobic monomer and a monomer having a tertiary amino group is quaternized with oxides for the purpose of reducing generation of wrinkles during polymerization, improving size performance and ink jetting suitability, and reducing foamability. Hydrophobic monomers (such as styrenes and (meth) acrylates) in the presence of a cationic surface sizing agent containing a cationic copolymer (A) or a cationic copolymer (A) A cationic surface sizing agent containing a copolymer obtained by polymerizing B) (particularly emulsion polymerization: paragraph 25) is disclosed (see claims 1 to 6).

(4)特許文献4
重合時に粕の発生を少なくし、サイズ性能及びインクジェット適性を向上し、発泡性を低下することなどを目的として、疎水性モノマーと3級アミノ基を有するモノマーとの共重合体を4級化したカチオン性共重合体(A−1)とノニオン系界面活性剤(A−2)との混合物の存在下で、スチレン類や(メタ)アクリル酸エステルなどの疎水性モノマー(B)を重合(特に乳化重合:段落29)して得られる共重合体を含有するカチオン性表面サイズ剤が開示されている(請求項1〜3参照)。
(4) Patent Document 4
A copolymer of a hydrophobic monomer and a monomer having a tertiary amino group was quaternized for the purpose of reducing generation of wrinkles during polymerization, improving size performance and inkjet suitability, and reducing foamability. In the presence of a mixture of the cationic copolymer (A-1) and the nonionic surfactant (A-2), a hydrophobic monomer (B) such as styrene or (meth) acrylate is polymerized (particularly Emulsion polymerization: A cationic surface sizing agent containing a copolymer obtained by paragraph 29) is disclosed (see claims 1 to 3).

(5)特許文献5
サイズ効果の向上を目的として、スチレン類(a)とジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド(b)との共重合体(A)を4級化したカチオン性共重合体(B)を乳化分散剤として、スチレン類や(メタ)アクリル酸エステルなどの疎水性モノマー(C)を乳化重合して得られる表面サイズ剤が開示されている。
(5) Patent Document 5
For the purpose of improving the size effect, a cationic copolymer (B) obtained by quaternizing a copolymer (A) of styrenes (a) and dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide (b) is used as an emulsifying dispersant. Further, a surface sizing agent obtained by emulsion polymerization of a hydrophobic monomer (C) such as styrenes or (meth) acrylic acid esters is disclosed.

(6)特許文献6
上記特許文献5において、前段のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド(b)に替えて、(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルエステル(b)を使用し、後段の疎水性モノマー(C)としてスチレン類と(メタ)アクリル酸エステルのモノマー混合物を使用したものである。
(6) Patent Document 6
In the above Patent Document 5, (meth) acrylic acid dialkylaminoalkyl ester (b) is used in place of the preceding dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide (b), and styrenes are used as the subsequent hydrophobic monomer (C). A (meth) acrylic acid ester monomer mixture is used.

(7)特許文献7
炭酸カルシウムを填料とする電子写真用転写紙に、スチレン類と、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート及び/又はジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドを構成モノマーとする水溶性又は水分散性共重合体からなるサイズ剤を使用することが開示されている(特許請求の範囲参照)。この場合、スチレン類の使用割合は40〜95モル%である(第3頁右上欄参照)。
(7) Patent Document 7
It consists of a water-soluble or water-dispersible copolymer containing styrenes and dialkylaminoalkyl (meth) acrylate and / or dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide as constituent monomers on electrophotographic transfer paper using calcium carbonate as a filler. The use of a sizing agent is disclosed (see claims). In this case, the proportion of styrene used is 40 to 95 mol% (see the upper right column on page 3).

(8)特許文献8
防錆性及びサイズ性を改善する目的で、スチレン類95〜50モル%と、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド5〜50モル%とを含有する共重合体を4級化した表面サイズ剤が開示されている(特許請求の範囲参照)。
(8) Patent Document 8
Disclosed is a surface sizing agent obtained by quaternizing a copolymer containing 95 to 50 mol% of styrenes and 5 to 50 mol% of dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide for the purpose of improving rust prevention and sizing properties. (See claims).

(9)特許文献9
紙の内部サイズ処理及び表面サイズ処理を目的として(段落1参照)、(a)スチレン類20〜60重量%、(b)(メタ)アクリル酸エステル40〜80重量%、および(c)非イオン性単量体0〜20重量%の乳化重合を、乳化剤として働く水性重合体分散液の存在下で行い、
当該水性重合体分散液は、(d)3級アミノ基含有(メタ)アクリル酸エステルおよび/または(メタ)アクリルアミド15〜35重量%、(e)スチレン類65〜85重量%、および(f)非イオン性もしくはカチオン性単量体0〜20重量%からなる単量体混合物の溶液重合を飽和カルボン酸中で調製するものであることを特徴とする水性カチオン重合体分散液が開示されている(請求項1、段落9参照)。
上記乳化剤を調製する際には飽和C1〜C6カルボン酸を溶媒として使用し、当該飽和カルボン酸にはギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酢酸などが例示されている(段落17参照)。
(9) Patent Document 9
For the purposes of internal sizing and surface sizing of paper (see paragraph 1), (a) 20-60% by weight of styrenes, (b) 40-80% by weight of (meth) acrylate, and (c) nonionic Emulsion polymerization of 0 to 20% by weight of the functional monomer is carried out in the presence of an aqueous polymer dispersion that acts as an emulsifier,
The aqueous polymer dispersion comprises (d) tertiary amino group-containing (meth) acrylic acid ester and / or (meth) acrylamide 15 to 35% by weight, (e) styrenes 65 to 85% by weight, and (f) Disclosed is an aqueous cationic polymer dispersion characterized in that a solution polymerization of a monomer mixture consisting of 0 to 20% by weight of a nonionic or cationic monomer is prepared in a saturated carboxylic acid. (See claim 1, paragraph 9).
In preparing the emulsifier, saturated C 1 -C 6 carboxylic acid is used as a solvent, and for example, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, hydroxypropionic acid, hydroxyacetic acid and the like are exemplified as the saturated carboxylic acid ( (See paragraph 17).

特開平11−323774号公報JP-A-11-323774 特開平4−34097号公報JP-A-4-34097 特開2001−295197号公報JP 2001-295197 A 特開2001−262495号公報JP 2001-262495 A 特開平11−279983号公報JP-A-11-279983 特開平11−256496号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-256696 特開平3−167397号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-16797 特開平2−26997号公報JP-A-2-26997 特開2002−129494号公報JP 2002-129494 A

近年増えつつあるサイズ性の極めて低い紙、或は、サイズ剤無添加で抄造した紙に従来のカチオン性共重合体を塗工しても、紙層内部に拡散してしまい、サイズ効果を充分に発揮できない。
このため、実用的なサイズ性を確保するためには、上記共重合体の多量の塗工が必要になり、操業面やコスト面においても問題が生じ易く、特に、高灰分の中性紙ではこの弊害が増す。
前記特許文献1〜9においても、そのサイズ性は満足するレベルではなく、共重合体を構成する各種モノマーの組成や配合比率、重合方法の最適化といった手段だけでは、表面サイズ剤としての特性を大きく改善することは容易でない。
Even if a conventional cationic copolymer is applied to paper with extremely low size, which has been increasing in recent years, or paper made without the addition of a sizing agent, it will diffuse into the paper layer and the size effect will be sufficient. It cannot be demonstrated.
For this reason, in order to ensure practical sizing properties, it is necessary to apply a large amount of the above-mentioned copolymer, which is likely to cause problems in terms of operation and cost. This harmful effect increases.
In the above Patent Documents 1 to 9, the size is not a satisfactory level, and the characteristics as a surface sizing agent can be obtained only by means such as composition and blending ratio of various monomers constituting the copolymer and optimization of the polymerization method. It is not easy to improve greatly.

本発明は、内添サイズ剤を含まない紙に抑制した薬品量で塗工することにより、サイズ効果を向上することを技術的課題とする。   This invention makes it a technical subject to improve a size effect by coating with the chemical | medical agent amount suppressed on the paper which does not contain an internal sizing agent.

一般に、カチオン性共重合体とアミン類は水溶液中ではともに同じカチオン性の電荷を有するため、静電気的に反発が生じると考えられ、また、アミン類は共重合体の加水分解を引き起こしたり、水溶性を低下させたりして、共重合体の安定性を損なう原因となり易いと考えられるが、本発明者らは、このカチオン性共重合体にアミン類を共存させた薬品を紙に塗工すると、予測に反し、何らかの相互作用によって薬品の紙層内部への拡散が抑制され、疎水性が向上することを突き止めた。
そこで、本発明者らはこの知見に基づいて、3級アミノ基含有モノマーと疎水性モノマーを重合してカチオン性共重合体を製造する際に、疎水性モノマーを従来のスチレン類主体からスチレン類と(メタ)アクリル酸エステルの適正な組み合わせとし、且つ、これらモノマー成分の比率を特定化するとともに、ラウリルアミン、オレイルアミン、ジステアリルアミン、トリメチルラウリルアンモニウムクロリドなどのアミン類を当該共重合体の重合前に添加するか、又は重合後で4級化前或いは4級化後に添加すると、得られた表面サイズ剤を内添サイズ剤なしの紙に塗工してもサイズ効果を大きく改善できることを見い出し、本発明を完成した。
In general, both cationic copolymers and amines have the same cationic charge in an aqueous solution, so it is considered that electrostatic repulsion occurs. In addition, amines cause hydrolysis of the copolymer or water. Although it is considered that the stability of the copolymer is likely to be deteriorated due to a decrease in the property, the present inventors apply a chemical in which amines coexist with this cationic copolymer to paper. Contrary to expectations, it was found that the diffusion of chemicals into the paper layer was suppressed by some interaction and the hydrophobicity was improved.
Based on this knowledge, the present inventors polymerized a tertiary amino group-containing monomer and a hydrophobic monomer to produce a cationic copolymer. And a proper combination of (meth) acrylic acid ester, and the ratio of these monomer components is specified, and amines such as laurylamine, oleylamine, distearylamine, trimethyllaurylammonium chloride are polymerized in the copolymer. When added before or after quaternization after polymerization or after quaternization, it is found that the size effect can be greatly improved even if the surface sizing agent obtained is applied to paper without an internal sizing agent. The present invention has been completed.

即ち、本発明1は、アミン類(A)と共重合体(B)を含有してなり、
上記共重合体(B)が、
(a)3級アミノ基含有モノマーを18〜40重量%と、
(b)(メタ)アクリル酸のC4〜C18のアルキルエステルを10〜80重量%と、
(c)スチレン類を0〜70重量%とを
連鎖移動剤の存在下で重合して4級化し、或は4級化しないで得られる共重合体であることを特徴とするカチオン性表面サイズ剤である。
That is, the present invention 1 comprises an amine (A) and a copolymer (B),
The copolymer (B) is
(a) 18-40% by weight of a tertiary amino group-containing monomer,
(b) (meth) 10 to 80% by weight of alkyl esters of C 4 -C 18 acrylic acid,
(c) a cationic surface size characterized by being a copolymer obtained by polymerizing styrenes in an amount of 0 to 70% by weight in the presence of a chain transfer agent to be quaternized or not quaternized. It is an agent.

本発明2は、上記本発明1において、アミン類(A)が、C6〜C22置換基を1つ以上有するアミン、アンモニウム塩、多価アミン、アルキルアミンとエピハロヒドリンとの縮合反応によるポリアミンよりなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とするカチオン性表面サイズ剤である。 Invention 2 relates to the invention 1, wherein the amine (A) is an amine having one or more C 6 to C 22 substituents, an ammonium salt, a polyvalent amine, or a polyamine obtained by a condensation reaction of an alkylamine and an epihalohydrin. A cationic surface sizing agent characterized in that it is at least one selected from the group consisting of:

本発明3は、上記本発明1又は2において、アミン類(A)を共重合体(B)のモノマー成分(a)〜(c)の総量に対して0.01〜30重量%の割合で混合することを特徴とするカチオン性表面サイズ剤である。   The present invention 3 is the invention 1 or 2, wherein the amine (A) is added in an amount of 0.01 to 30% by weight based on the total amount of the monomer components (a) to (c) of the copolymer (B). It is a cationic surface sizing agent characterized by mixing.

本発明4は、上記本発明1〜3のいずれかにおいて、3級アミノ基含有モノマー(a)が、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート及び/又はジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドであることを特徴とするカチオン性表面サイズ剤である。   Invention 4 is characterized in that in any one of Inventions 1 to 3, the tertiary amino group-containing monomer (a) is dialkylaminoalkyl (meth) acrylate and / or dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide. A cationic surface sizing agent.

本発明5は、上記本発明1〜4のいずれかにおいて、アミン類(A)を添加してモノマー成分(a)〜(c)を重合するか、モノマー成分(a)〜(c)を重合してからアミン類(A)を添加して4級化し又は4級化せず、或は、共重合体(B)を4級化してからアミン類(A)を添加することを特徴とするカチオン性表面サイズ剤である。   The present invention 5 is the method according to any one of the present inventions 1 to 4, wherein the amine components (A) are added to polymerize the monomer components (a) to (c), or the monomer components (a) to (c) are polymerized. Then, the amines (A) are added and then quaternized or not quaternized, or the copolymer (B) is quaternized and then the amines (A) are added. Cationic surface sizing agent.

本発明6は、上記本発明1又は2のアミン類(A)と上記本発明1又は4の共重合体(B)の含有物、或はさらに多糖類、ポリビニルアルコール類、ポリアクリルアミド類よりなる群から選ばれた少なくとも一種の水溶性高分子を加えた含有物を紙の表面に塗工する表面処理方法である。   The present invention 6 comprises a content of the amine (A) of the present invention 1 or 2 and the copolymer (B) of the present invention 1 or 4, or further comprising a polysaccharide, polyvinyl alcohol, or polyacrylamide. It is a surface treatment method in which an inclusion containing at least one water-soluble polymer selected from the group is applied to the surface of paper.

本発明7は、上記本発明1〜5のいずれかのカチオン性表面サイズ剤、或はさらに多糖類、ポリビニルアルコール類、ポリアクリルアミド類よりなる群から選ばれた少なくとも一種の水溶性高分子を原紙の表面に塗工した紙である。   The present invention 7 is a base paper containing at least one water-soluble polymer selected from the group consisting of the cationic surface sizing agent according to any one of the above-mentioned present inventions 1 to 5, or a polysaccharide, polyvinyl alcohol, or polyacrylamide. This paper is coated on the surface.

本発明8は、上記本発明7において、原紙が、内添サイズ剤を含まない紙、或は、ステキヒトサイズ度が2秒以下の中性紙であることを特徴とする塗工紙である。   The present invention 8 is the coated paper according to the present invention 7, wherein the base paper is a paper that does not contain an internal sizing agent, or a neutral paper having a Steecht sizing degree of 2 seconds or less. .

前述したように、従来のカチオン性共重合体を塗工しても紙層内部に拡散してしまい、サイズ効果を充分に発揮できない問題があった。
これに対して、本発明のカチオン性表面サイズ剤では、特定種のモノマー成分を特定含有量で反応させた共重合体(B)に、さらにアミン類(A)を含有させるため、効果の発現機構はいまだ明確ではないが、紙に塗工すると、塗工液中、塗工時若しくは乾燥時にこの共重合体(B)とアミン類(A)との間で何らかの相互作用が働いて、塗工された表面サイズ剤は紙層内部へ拡散せず、紙表面付近で均一に分布し、紙の繊維表面に効率的に配向することが推定でき、もって疎水性を向上させることができる。
これによって、紙のサイズ性を大幅に向上でき、紙への塗工量を減少しても従来の表面サイズ剤を高濃度で塗工した場合と同等の品質が獲得できる。また、内添サイズ剤を併用した際のサイズ効果を表面サイズ剤だけで達成でき、特に、サイズ剤無内添紙や高灰分の中性紙でのサイズ性の改善に好適である。
さらに、従来では、多量のサイズ剤使用に起因して紙に定着しなかったサイズ剤成分が塗工液の循環系において析出、沈殿、発泡などを引き起こしていたが、本発明では、サイズ剤の使用量を低減することで、上記操業トラブルを円滑に防止できるとともに、コスト削減を図れるため、生産性が向上する。
As described above, there is a problem that even if a conventional cationic copolymer is applied, it diffuses into the paper layer and the size effect cannot be exhibited sufficiently.
On the other hand, in the cationic surface sizing agent of the present invention, since the copolymer (B) obtained by reacting a specific monomer component with a specific content further contains the amine (A), the effect is exhibited. The mechanism is not yet clear, but when applied to paper, some interaction acts between this copolymer (B) and amines (A) in the coating solution, at the time of coating, or at the time of drying. It can be estimated that the processed surface sizing agent does not diffuse into the paper layer, is uniformly distributed in the vicinity of the paper surface, and is efficiently oriented on the fiber surface of the paper, thereby improving hydrophobicity.
As a result, the size of the paper can be greatly improved, and even if the amount of coating on the paper is reduced, the same quality as when the conventional surface sizing agent is applied at a high concentration can be obtained. In addition, the sizing effect when the internal sizing agent is used in combination can be achieved by using only the surface sizing agent, and is particularly suitable for improving the sizing property of the sizing agent-free internally added paper and high ash neutral paper.
Furthermore, conventionally, the sizing agent component that did not fix on the paper due to the use of a large amount of sizing agent caused precipitation, precipitation, foaming, etc. in the circulation system of the coating liquid. By reducing the amount used, the above operational troubles can be prevented smoothly and costs can be reduced, so productivity is improved.

本発明は、第一に、アミン類(A)と、(a)3級アミノ基含有モノマーと(b)(メタ)アクリル酸のC4〜C18アルキルエステルと(c)スチレン類を特定比率で重合して4級化し或は4級化しない共重合体(B)とを含有してなるカチオン性表面サイズ剤であり、第二に、上記アミン類(A)と共重合体(B)を紙に塗工する表面処理方法であり、第三に、この表面サイズ剤を塗工した紙、特に、内添サイズ剤を含まないか、ごく少量しか含まない原紙に塗工した紙である。 In the present invention, a specific ratio of amines (A), (a) tertiary amino group-containing monomer, (b) C 4 -C 18 alkyl ester of (meth) acrylic acid, and (c) styrenes is specified. A cationic surface sizing agent containing a copolymer (B) which is polymerized by quaternization or not quaternized. Second, the amines (A) and the copolymer (B) Is the surface treatment method, and thirdly, the paper coated with the surface sizing agent, especially the paper coated on the base paper containing no or a very small amount of internal sizing agent. .

本発明の共重合体(B)の構成成分である(a)3級アミノ基含有モノマーとしては、本発明4に示すように、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート及び/又はジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドが適当である。
上記ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートは、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、或はこれらモノマーの有機酸塩、ハロゲン化水素塩、硫酸塩などが代表例であり、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
上記ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドは、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、或はこれらモノマーの有機酸塩、ハロゲン化水素塩、硫酸塩などが代表例であり、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドが好ましい。また、ジメチルアリルアミン、ジアリルモノメチルアミンなどのような他の3級アミノ基含有モノマーも使用できる。
As the (a) tertiary amino group-containing monomer which is a constituent of the copolymer (B) of the present invention, as shown in the present invention 4, dialkylaminoalkyl (meth) acrylate and / or dialkylaminoalkyl (meth) Acrylamide is suitable.
The dialkylaminoalkyl (meth) acrylate is dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminopropyl (meth) acrylate, or an organic acid salt of these monomers, halogen Representative examples include hydrogen halides and sulfates, and dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylate are preferred.
The dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide is dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, diethylaminoethyl (meth) acrylamide, diethylaminopropyl (meth) acrylamide, or an organic acid salt of these monomers, halogen Representative examples include hydrogen halides and sulfates, and dimethylaminopropyl (meth) acrylamide and diethylaminopropyl (meth) acrylamide are preferred. In addition, other tertiary amino group-containing monomers such as dimethylallylamine and diallylmonomethylamine can also be used.

本発明の共重合体(B)の構成成分である(b)(メタ)アクリル酸のC4〜C18アルキルエステルとしては、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートなどの炭化水素エステルが挙げられ、脂肪族だけでなく、脂環系や芳香族系の炭化水素基を含んだ(メタ)アクリル酸エステルも使用できる。
好ましいモノマー成分(b)は、iso−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレートである。
Examples of the C 4 -C 18 alkyl ester of (b) (meth) acrylic acid, which is a constituent of the copolymer (B) of the present invention, include n-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, t -Hydrocarbon esters such as butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, etc., aliphatic only In addition, (meth) acrylic acid esters containing alicyclic or aromatic hydrocarbon groups can also be used.
Preferred monomer components (b) are iso-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and lauryl (meth) acrylate.

本発明の共重合体(B)の構成成分である(c)スチレン類としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルトルエン、クロロメチルスチレン、ビニルピリジンなどが挙げられる。   Examples of the (c) styrenes that are constituents of the copolymer (B) of the present invention include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, ethylvinyltoluene, chloromethylstyrene, vinylpyridine, and the like.

本発明の共重合体(B)の製造に際しては、上記成分(a)〜(c)以外に、必要に応じてその他のビニルモノマーを使用することができる。
その他のモノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、iso−プロピル(メタ)アクリレートのようなC1〜C3のアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートのような水酸基含有(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド、iso−プロピル(メタ)アクリルアミドのようなアミド基含有モノマー、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどが挙げられる。
従って、例えば、成分(a)、或いは成分(c)を含み、(メタ)アクリル酸のC4〜C18アルキルエステルとC1〜C3アルキルエステルを併用した共重合体は本発明の共重合体に含まれるが、(メタ)アクリル酸のC1〜C3のアルキルエステルのみを使用し、C4〜C18アルキルエステルを使用しない共重合体は、本発明から外れる。
In producing the copolymer (B) of the present invention, in addition to the components (a) to (c), other vinyl monomers can be used as necessary.
Other monomers include C 1 -C 3 alkyl (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, hydroxyethyl Hydroxyl group-containing (meth) acrylates such as (meth) acrylate and hydroxypropyl (meth) acrylate, amide groups such as (meth) acrylamide, dimethyl (meth) acrylamide, diethyl (meth) acrylamide and iso-propyl (meth) acrylamide Containing monomers, acrylonitrile, vinyl acetate and the like.
Therefore, for example, a copolymer containing the component (a) or the component (c) and using a combination of a C 4 -C 18 alkyl ester of (meth) acrylic acid and a C 1 -C 3 alkyl ester is the copolymer of the present invention. Although included in the combined, using only alkyl esters of C 1 -C 3 of (meth) acrylic acid, a copolymer that does not use a C 4 -C 18 alkyl esters, departing from this invention.

次いで、本発明の共重合体(B)を構成する各モノマー成分の比率を述べると、まず、3級アミノ基含有モノマー(a)は18〜40重量%であり、好ましくは20〜35重量%である。18重量%より少ないと水への溶解性やパルプ繊維への定着性が低下し、40重量%を越えると疎水性が低下してサイズ効果が減少してしまう。
(メタ)アクリル酸の炭素数4〜18のアルキルエステル(b)の含有量は10〜80重量%であり、好ましくは15〜70重量%である。10重量%より少ないと、疎水性が低下するとともに、重合溶媒への溶解性が低下して組成の不均一な共重合体の生成を招き、サイズ効果が低下する。80重量%を越えると、親水部位となる3級アミノ基含有モノマーの比率が低くなり過ぎて、やはりサイズ効果が低下する。即ち、効果的にサイズ性を発揮させるには、疎水性モノマーとして適正量の成分(b)が必要である。
また、スチレン類(c)の含有量は0〜70重量%であり、好ましくは0〜60重量%である。70重量%を越えると重合に際して重合溶媒への溶解性が低下して組成の不均一な共重合体の生成を招く。さらに、スチレンリッチな共重合体成分は分子間の凝集エネルギーが強く、かつ疎水性が極めて高いため、重合後に水溶化する工程で水不溶成分が多量に生成し、紙への均一な定着が損なわれる。但し、スチレン類(c)は、(メタ)アクリル酸エステルより疎水性に優れるため、紙への撥水性の付与には有効であり、共重合体に適正量含有することは差し支えない。
さらに、その他のモノマーは必要に応じて使用されるが、その含有量は0〜30重量%であり、好ましくは0〜20重量%である。
Next, the ratio of each monomer component constituting the copolymer (B) of the present invention will be described. First, the tertiary amino group-containing monomer (a) is 18 to 40% by weight, preferably 20 to 35% by weight. It is. If it is less than 18% by weight, the solubility in water and the fixability to the pulp fiber are lowered, and if it exceeds 40% by weight, the hydrophobicity is lowered and the size effect is reduced.
The content of the alkyl ester (b) having 4 to 18 carbon atoms of (meth) acrylic acid is 10 to 80% by weight, preferably 15 to 70% by weight. When the amount is less than 10% by weight, the hydrophobicity is lowered, the solubility in the polymerization solvent is lowered, and a copolymer having a non-uniform composition is generated, and the size effect is lowered. If it exceeds 80% by weight, the ratio of the tertiary amino group-containing monomer that becomes a hydrophilic site becomes too low, and the size effect is also lowered. That is, in order to effectively exhibit size, an appropriate amount of component (b) is required as a hydrophobic monomer.
Moreover, content of styrene (c) is 0 to 70 weight%, Preferably it is 0 to 60 weight%. If it exceeds 70% by weight, the solubility in the polymerization solvent is lowered during the polymerization, leading to the formation of a copolymer having a non-uniform composition. In addition, styrene-rich copolymer components have strong intermolecular cohesive energy and extremely high hydrophobicity, so a large amount of water-insoluble components are produced in the water-solubilization process after polymerization, and uniform fixing to paper is impaired. It is. However, since styrenes (c) are more hydrophobic than (meth) acrylic acid esters, they are effective in imparting water repellency to paper and can be contained in appropriate amounts in the copolymer.
Further, other monomers are used as necessary, but their content is 0 to 30% by weight, preferably 0 to 20% by weight.

本発明の共重合体の製造方法は特に制限されないが、成分(a)〜(c)を構成モノマーとして有機溶剤中で溶液重合により製造することが好ましい。
上記有機溶剤としては、アルコール、ケトン等の酸素含有炭化水素類や、トルエン等の芳香族炭化水素類などが挙げられる。
例えば、イソプロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、t−ブタノール、2−ブタノール、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、3−メチル−2−ブタノール、ジエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、エチルベンゼン、トルエンなどが挙げられる。
本発明では、溶液重合に際して粘度上昇を防止して重合反応を円滑に行う見地から、連鎖移動剤の存在下で重合することが必要である。
上記連鎖移動剤は油溶性、水溶性の連鎖移動剤を任意に使用できるが、親油性の有機溶剤中で重合する場合には油溶性連鎖移動剤が、逆に親水性の有機溶剤を使用する際には水溶性連鎖移動剤が相対的に好ましい。また、油溶性連鎖移動剤と水溶性連鎖移動剤を併用しても差し支えない。
上記油溶性連鎖移動剤としては、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、メルカプトプロピオン酸ドデシルなどのメルカプタン類の他、(メタ)アリルメタクリレートのような疎水性アリル化合物、クメン、四塩化炭素、α−メチルスチレンダイマー、ターピノーレンなどが挙げられる。
上記水溶性連鎖移動剤としては、メルカプトエタノール、チオグリセロール、チオリンゴ酸、チオグリコール酸及びその塩などのメルカプタン類の他、(メタ)アリルアルコール、(メタ)アリルアミン、(メタ)アリルスルホン酸及びその塩などの親水性アリル化合物、エタノールアミンなどが挙げられる。
モノマーに対する連鎖移動剤の使用量は1〜5重量%程度が好ましいが、この範囲に制限されるものではない。
The method for producing the copolymer of the present invention is not particularly limited, but it is preferably produced by solution polymerization in an organic solvent using components (a) to (c) as constituent monomers.
Examples of the organic solvent include oxygen-containing hydrocarbons such as alcohol and ketone, and aromatic hydrocarbons such as toluene.
For example, isopropanol, n-butanol, iso-butanol, t-butanol, 2-butanol, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, 3-methyl-2-butanol, diethyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisopropyl ketone , Ethylbenzene, toluene and the like.
In the present invention, it is necessary to perform polymerization in the presence of a chain transfer agent from the viewpoint of smoothly performing a polymerization reaction by preventing an increase in viscosity during solution polymerization.
As the chain transfer agent, an oil-soluble or water-soluble chain transfer agent can be arbitrarily used. However, when polymerizing in an oleophilic organic solvent, the oil-soluble chain transfer agent uses a hydrophilic organic solvent. In particular, water-soluble chain transfer agents are relatively preferred. Further, an oil-soluble chain transfer agent and a water-soluble chain transfer agent may be used in combination.
Examples of the oil-soluble chain transfer agent include t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, mercaptans such as mercaptopropionate dodecyl, hydrophobic allyl compounds such as (meth) allyl methacrylate, cumene, Examples thereof include carbon tetrachloride, α-methylstyrene dimer, and terpinolene.
As the water-soluble chain transfer agent, in addition to mercaptans such as mercaptoethanol, thioglycerol, thiomalic acid, thioglycolic acid and salts thereof, (meth) allyl alcohol, (meth) allylamine, (meth) allylsulfonic acid and its Examples thereof include hydrophilic allyl compounds such as salts and ethanolamine.
The amount of the chain transfer agent used relative to the monomer is preferably about 1 to 5% by weight, but is not limited to this range.

また、使用する重合開始剤に制限はなく、アゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤、その他の開始剤を任意で使用できる。
上記アゾ系重合開始剤は、アゾビスメチルブチロニトリル、ジメチルアゾビスイソブチレート、アゾビスジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2−アミジノプロパン塩酸塩などが挙げられる。
上記過酸化物系重合開始剤は、過硫酸ベンゾイル、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、クメンヒドロペルオキシドなどが挙げられる。
このように、本発明では、連鎖移動剤の存在下で重合反応を行うのであるが、重合反応は溶液重合を初めとして公知の方式で行えば良く、特に制限されるものではない。
Moreover, there is no restriction | limiting in the polymerization initiator to be used, An azo polymerization initiator, a peroxide polymerization initiator, and another initiator can be used arbitrarily.
Examples of the azo polymerization initiator include azobismethylbutyronitrile, dimethylazobisisobutyrate, azobisdimethylvaleronitrile, azobisisobutyronitrile, azobis-2-amidinopropane hydrochloride, and the like.
Examples of the peroxide polymerization initiator include benzoyl persulfate, t-butylperoxybenzoate, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, cumene hydroperoxide, and the like. .
Thus, in the present invention, the polymerization reaction is carried out in the presence of a chain transfer agent, but the polymerization reaction may be carried out by a known method including solution polymerization, and is not particularly limited.

構成モノマーとして上記成分(a)〜(c)、或は必要に応じて他の成分を重合して得られた共重合体(B)は、水への溶解性などの見地から4級化剤によりカチオン処理することが好ましいが、3級アミノ基を4級化処理しない共重合体(B)を排除するものではない。
上記4級化剤は硫酸ジメチル、炭酸ジメチル、塩化メチル、塩化アリル、塩化ベンジル、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、エピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン、エチレンクロルヒドリン、3−クロロ−1、2−プロパンジオール、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、グリシドール、ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレートなどを単用又は併用できる。4級化剤のなかでは、エピクロルヒドリン、塩化ベンジル、3−クロロ−1、2−プロパンジオールが好ましい。
共重合体を4級化することにより、中性、アルカリ側を含めた広いpH領域で水への溶解性が増し、塗工液中で均一に分散できるため、良好なサイズ効果を発揮することが期待できる。
この4級化処理は、一般には、カチオン性共重合体を水溶化した後、溶剤を除去し、共重合体を4級化することにより行われるが、4級化した後に溶剤を除去しても差し支えない。
また、4級化処理は、溶液重合の円滑化の見地から、3級アミノ基含有モノマー(a)を含む構成モノマーを共重合した後に、4級化剤でカチオン処理することが基本であるが、3級アミノ基含有モノマー(a)を予め4級化し、得られた4級アンモニウム塩基含有モノマーを共重合することもできる。
The copolymer (B) obtained by polymerizing the above components (a) to (c) or other components as necessary as a constituent monomer is a quaternizing agent from the standpoint of solubility in water. However, it does not exclude the copolymer (B) in which the tertiary amino group is not quaternized.
The quaternizing agents are dimethyl sulfate, dimethyl carbonate, methyl chloride, allyl chloride, benzyl chloride, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, epichlorohydrin, epibromohydrin, ethylene chlorohydrin, 3-chloro-1, 2- Propanediol, 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, glycidol, butyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, glycidyl methacrylate and the like can be used alone or in combination. Of the quaternizing agents, epichlorohydrin, benzyl chloride, 3-chloro-1,2-propanediol are preferable.
By making the copolymer quaternized, solubility in water increases in a wide pH range including neutral and alkaline sides, and it can be uniformly dispersed in the coating solution, so that it exhibits a good size effect Can be expected.
This quaternization treatment is generally carried out by removing the solvent after water-solubilizing the cationic copolymer and quaternizing the copolymer. However, after quaternization, the solvent is removed. There is no problem.
The quaternization treatment is basically performed from the viewpoint of facilitating solution polymerization by cation treatment with a quaternizing agent after copolymerizing a constituent monomer including the tertiary amino group-containing monomer (a). The tertiary amino group-containing monomer (a) can be quaternized in advance, and the resulting quaternary ammonium base-containing monomer can be copolymerized.

本発明の表面サイズ剤は、上記モノマー成分(a)〜(c)を反応させた共重合体(B)に、さらにアミン類(A)を含有することを特徴とする。
上記アミン類(A)の種類は特に制限されないが、疎水性を改善する見地から、特定の炭素数を有するアミン類が好ましく、例えば、下記の通りである(本発明2参照)。
(1)炭素数6〜22の置換基を少なくとも1つ以上有するアミン
(2)炭素数6〜22の置換基を少なくとも1つ以上有するアンモニウム塩
(3)炭素数6〜22の置換基を少なくとも1つ以上有する多価アミン
(4)炭素数6〜22の置換基を少なくとも1つ以上有する、アルキルアミンとエピハロヒドリンの縮合反応で得られるアミン又はアンモニウム塩
The surface sizing agent of the present invention is characterized in that the copolymer (B) obtained by reacting the monomer components (a) to (c) further contains an amine (A).
The type of the amines (A) is not particularly limited, but amines having a specific number of carbons are preferable from the viewpoint of improving hydrophobicity, for example, as follows (see the present invention 2).
(1) An amine having at least one substituent having 6 to 22 carbon atoms
(2) An ammonium salt having at least one substituent having 6 to 22 carbon atoms
(3) A polyvalent amine having at least one substituent having 6 to 22 carbon atoms
(4) An amine or ammonium salt obtained by a condensation reaction of an alkylamine and an epihalohydrin having at least one substituent having 6 to 22 carbon atoms

アミン類(A)の具体例を挙げると、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ラウリルアミン、オレイルアミン、ステアリルアミンなどの1級アミン、ラウリルモノメチルアミン、ジステアリルアミンなどの2級アミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、トリオクチルアミンなどの3級アミン、ラウリルアンモニウムブロミド、ジメチルラウリルアンモニウムクロリドなどの4級アンモニウム塩、ヘキサメチレンジアミン、ピペリジン、N-ベンジルエチレンジアミン、硬化牛脂プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの多価アミン、ジメチルアミンとエピクロルヒドリンの縮合反応で得られるポリアミン等である。
アミン類(A)のなかでは、本発明2に示すように、置換基中の炭素数が多く疎水性の高いものほどサイズ効果に優れ、アミン特有の臭気も弱く取り扱いも良好であるが、表面サイズ剤の水溶液中で他の成分と均一に混和できずに析出したり、塗工された際に紙に不均一に定着する場合もある。
このため、アミン類(A)では、ラウリルアミン、オレイルアミン、ジステアリルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン,トリメチルラウリルアンモニウムクロリドが好ましい。
また、上述の通り、本発明のアミン類(A)には各種アミンの外、4級アンモニウム塩が含まれるが、後述の試験例に示すように、アミド類は排除される。
Specific examples of the amines (A) include primary amines such as butylamine, hexylamine, octylamine, laurylamine, oleylamine and stearylamine, secondary amines such as laurylmonomethylamine and distearylamine, dimethyloctylamine, Tertiary amines such as dimethyllaurylamine, dimethylmyristylamine, dimethylpalmitylamine, dimethylbenzylamine, dilaurylmonomethylamine, trioctylamine, quaternary ammonium salts such as laurylammonium bromide, dimethyllaurylammonium chloride, hexamethylenediamine, Piperidine, N-benzylethylenediamine, hardened beef tallow propylenediamine, polyvalent amines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, dimethylamine and epichloro A polyamine obtained by condensation reaction of Dorin.
Among the amines (A), as shown in the present invention 2, the larger the number of carbon atoms in the substituent and the higher the hydrophobicity, the better the size effect, the weaker the odor peculiar to amines, and the better the handling. In some cases, the aqueous solution of the sizing agent may not be uniformly mixed with other components and may precipitate, or may be non-uniformly fixed on paper when coated.
For this reason, in the amines (A), laurylamine, oleylamine, distearylamine, dimethyllaurylamine, dimethylmyristylamine, and trimethyllaurylammonium chloride are preferable.
Further, as described above, the amines (A) of the present invention include quaternary ammonium salts in addition to various amines, but amides are excluded as shown in Test Examples described later.

本発明のアミン類(A)及び共重合体(B)は夫々単用又は併用できる。
アミン類(A)の含有量は、本発明3に示すように、共重合体(B)を構成するモノマー成分(a)、(b)、(c)の総量に対して0.01〜30重量%が適当であり、0.1〜20重量%が好ましい。0.01重量%より少ないと、サイズ効果は共重合体(B)単独使用の場合とほとんど変わらず、30重量%を越えると、共重合体(B)の割合が相対的に低下してサイズ性が減少するとともに、共重合体(B)や水溶性高分子との均一混合に支障を来したり、サイズ剤の粘度上昇を招く。さらに、アミン類(A)が多過ぎると、混合液のpHを上昇させることにより、共重合体(B)の有する官能基をアルカリ加水分解してカチオン性を失わせてしまう恐れがある。
上記アミン類(A)の含有量は共重合体(B)のモノマー組成によっても影響され、また、アミン類(A)は塗工対象の紙の特性に合わせて併用することができる。
The amines (A) and copolymers (B) of the present invention can be used alone or in combination, respectively.
As shown in the present invention 3, the content of the amines (A) is 0.01 to 30 with respect to the total amount of the monomer components (a), (b) and (c) constituting the copolymer (B). % By weight is suitable and 0.1-20% by weight is preferred. When the amount is less than 0.01% by weight, the size effect is almost the same as that when the copolymer (B) is used alone. When the amount exceeds 30% by weight, the proportion of the copolymer (B) is relatively reduced to reduce the size. As a result, the mixing property with the copolymer (B) and the water-soluble polymer is hindered, and the viscosity of the sizing agent is increased. Furthermore, when there are too many amines (A), there exists a possibility of raising the pH of a liquid mixture and carrying out the alkali hydrolysis of the functional group which a copolymer (B) has, and losing cationic property.
The content of the amines (A) is influenced by the monomer composition of the copolymer (B), and the amines (A) can be used in combination with the properties of the paper to be coated.

アミン類(A)を共重合体(B)に含有させるには、本発明5に示すように、(1)共重合体(B)の重合前に添加しても良いし、(2)重合後に添加しても良い。
また、共重合体(B)を4級化する場合、上記重合後の添加(2)は、さらに、アミン類(A)を重合後で4級化前にを添加するか、4級化後に添加する場合に分かれる。
アミン類を重合後に添加した表面サイズ剤については、アミン類(A)を塗工液調製時に添加した表面サイズ剤を包含する概念である。
従って、アミン類(A)を共重合体(B)、或はさらに水溶性高分子(多糖類など)と同時混合して塗工液を調製する方式は、アミン類(A)を共重合体(B)の重合後(4級化後)に添加する形態(つまり上記(2))に属することになる。即ち、塗工液の調製時点でアミン類(A)と共重合体(B)が共存状態になり、本発明の表面サイズ剤が構成される。
In order to contain the amine (A) in the copolymer (B), it may be added before the polymerization of the copolymer (B) as shown in the present invention 5, or (2) polymerization It may be added later.
In addition, when the copolymer (B) is quaternized, the addition (2) after the polymerization is further performed by adding the amines (A) after the polymerization and before the quaternization or after the quaternization. It is divided when adding.
The surface sizing agent to which amines are added after polymerization is a concept including the surface sizing agent to which amines (A) are added at the time of preparing the coating liquid.
Therefore, the method of preparing a coating liquid by simultaneously mixing the amines (A) with the copolymer (B) or further with a water-soluble polymer (polysaccharide, etc.) It belongs to the form added after polymerization (after quaternization) of (B) (that is, (2) above). That is, the amines (A) and the copolymer (B) are in a coexistence state at the time of preparation of the coating liquid, and the surface sizing agent of the present invention is constituted.

本発明6は、本発明のアミン類(A)と共重合体(B)を含有する薬品を紙の表面に塗工する表面処理方法である。
即ち、この表面処理方法にあっては、アミン類(A)の添加時点は問わず、共重合体(B)の重合前、重合後、或は塗工液調製時のいずれに添加しても、この方法に包含される。
また、この表面処理方法では、アミン類(A)と共重合体(B)に加えて、さらに多糖類、ポリビニルアルコール類、ポリアクリルアミド類よりなる群から選ばれた少なくとも一種の水溶性高分子を加えた含有物を紙の表面に塗工しても良い。
The present invention 6 is a surface treatment method in which a chemical containing the amines (A) and the copolymer (B) of the present invention is applied to the paper surface.
That is, in this surface treatment method, the amines (A) may be added at any time before the polymerization of the copolymer (B), after the polymerization, or at the time of preparing the coating liquid. Included in this method.
In this surface treatment method, in addition to the amines (A) and the copolymer (B), at least one water-soluble polymer selected from the group consisting of polysaccharides, polyvinyl alcohols, and polyacrylamides is further added. The added content may be applied to the surface of the paper.

本発明7は、上記本発明1〜5のカチオン性表面サイズ剤を原紙に塗工した各種の紙である。
本発明の表面サイズは硫酸アルミニウムを定着剤とする酸性紙、炭酸カルシウムを填料とする中性紙を問わず広く適用できるが、中性紙が好適である。
原紙の具体例としては、新聞用紙、インクジェット用紙、感熱記録原紙、感圧記録原紙、上質紙、板紙、その他の紙類が挙げられるが、本発明の表面サイズ剤は内添サイズ剤との組み合わせを基本的に必要とせず、従って、原紙は特に、内添サイズ剤を含まない紙(酸性紙、中性紙を問わない)、ステキヒトサイズ度が2秒以下の中性紙が好ましい(本発明8参照)。但し、本発明の表面サイズ剤は、内添サイズ剤を含有する紙に対する適用を排除するものではない。
本発明の表面サイズ剤を塗工する場合、表面サイズ剤の付着量は0.01〜0.2g/m2程度であり、好ましくは0.02〜0.1g/m2程度であり、片面塗工、両面塗工を問わない。
一方、本発明7に示すように、原紙の表面には、本発明の表面サイズ剤に加えて、さらに多糖類、ポリビニルアルコール類、ポリアクリルアミド類よりなる群から選ばれた少なくとも一種の水溶性高分子を塗工できることは勿論である(この水溶性高分子の追加塗工は上記本発明6に対応する)。上記多糖類は、酸化デンプン、エーテル化デンプン、エステル化デンプン、その他の化工デンプンなどのデンプン類などである。
また、塗工する際には、上記水溶性高分子の外、必要に応じて防滑剤、離型剤、防錆剤、防腐剤、その他の添加剤を併用できることはいうまでもない。
This invention 7 is various paper which coated the cationic surface sizing agent of the said inventions 1-5 on the base paper.
The surface size of the present invention can be widely applied regardless of whether it is acidic paper using aluminum sulfate as a fixing agent or neutral paper using calcium carbonate as a filler, but neutral paper is preferred.
Specific examples of the base paper include newsprint paper, inkjet paper, thermal recording base paper, pressure-sensitive recording base paper, high-quality paper, paperboard, and other papers. The surface sizing agent of the present invention is a combination with an internal sizing agent. Therefore, in particular, the base paper is preferably paper that does not contain an internal sizing agent (whether acidic paper or neutral paper), and neutral paper having a Steecht sizing degree of 2 seconds or less (this book). (Invention 8) However, the surface sizing agent of the present invention does not exclude application to paper containing an internal sizing agent.
When the surface sizing agent of the present invention is applied, the adhesion amount of the surface sizing agent is about 0.01 to 0.2 g / m 2 , preferably about 0.02 to 0.1 g / m 2 , Regardless of coating or double-sided coating.
On the other hand, as shown in the present invention 7, on the surface of the base paper, in addition to the surface sizing agent of the present invention, at least one water-soluble highly selected from the group consisting of polysaccharides, polyvinyl alcohols, and polyacrylamides is further provided. Of course, molecules can be applied (this additional application of the water-soluble polymer corresponds to the present invention 6). Examples of the polysaccharide include starches such as oxidized starch, etherified starch, esterified starch, and other modified starches.
In addition, when coating, it goes without saying that an anti-slip agent, a release agent, a rust inhibitor, an antiseptic, and other additives can be used in combination in addition to the water-soluble polymer.

以下、本発明のカチオン性表面サイズ剤の製造実施例、当該実施例で得られた表面サイズ剤を上質原紙並びに新聞原紙に塗工した場合のサイズ性評価試験例を順次説明する。また、実施例、試験例中の「部」、「%」は特に指定しない限り重量基準である。
尚、本発明は下記の実施例、試験例に拘束されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意の変形をなし得ることは勿論である。
Examples of the cationic surface sizing agent of the present invention, and sizing evaluation test examples when the surface sizing agent obtained in the example is applied to high-quality base paper and newspaper base paper will be sequentially described below. Further, “parts” and “%” in Examples and Test Examples are based on weight unless otherwise specified.
The present invention is not limited to the following examples and test examples, and it is needless to say that arbitrary modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.

《表面サイズ剤の実施例》
実施例1〜7のうち、実施例1はオレイルアミンを共重合体の重合前に混合した例、実施例2はトリオクチルアミンを共重合体の重合後で4級化前に混合した例、実施例3はジラウリルモノメチルアミンを共重合体の4級化後に混合した例、実施例4はアンモニウム塩を共重合体の4級化後で塗工液調製時に混合した例、実施例5は多価アミンを共重合体の重合前に混合した例、実施例6はジメチルアミンとエピクロルヒドリンの縮合ポリアミンを共重合体の重合後で4級化前に混合した例、実施例7はジメチルミリスチルアミンを共重合体の4級化後に混合した例である。
<< Example of surface sizing agent >>
Among Examples 1 to 7, Example 1 is an example in which oleylamine is mixed before polymerization of the copolymer, Example 2 is an example in which trioctylamine is mixed after polymerization of the copolymer and before quaternization, and Example 3 is an example in which dilauryl monomethylamine is mixed after quaternization of the copolymer, Example 4 is an example in which ammonium salt is mixed at the time of preparing the coating solution after quaternization of the copolymer, and Example 5 has many examples. Example 6 in which a polyvalent amine was mixed before polymerization of the copolymer, Example 6 was an example in which a condensed polyamine of dimethylamine and epichlorohydrin was mixed after polymerization and before quaternization, and Example 7 was prepared by adding dimethylmyristylamine. This is an example of mixing after quaternization of the copolymer.

一方、比較例1〜9のうち、比較例1はカチオン性モノマー(a)の含有量が下限(18%)より少ない例、比較例2はカチオン性モノマー(a)の含有量が上限(40%)を越える例、比較例3は長鎖アルキルエステル(b)に代えて、炭素数2の短鎖アルキルエステルを使用した例、比較例4は長鎖アルキルエステル(b)の含有量が下限(10%)より少なく、ステアリルアミンを塗工液の調製時に混合した例、比較例5は長鎖アルキルエステル(b)の含有量が上限(80%)を越える例、比較例6はスチレン類(c)の含有量が上限(70%)を越える例、比較例7はアミン類に代えてアミド類を共重合体と併用した例である。比較例8は共重合体のみを使用し、アミン類を使用しないブランク例(即ち、上記実施例4を基本として、共重合体を4級化した後にアンモニウム塩を混合せずにサイズ剤とした例)である。比較例9はアミン類のみを使用し、共重合体を使用しないブランク例である。   On the other hand, among Comparative Examples 1 to 9, Comparative Example 1 is an example in which the content of the cationic monomer (a) is less than the lower limit (18%), and Comparative Example 2 has an upper content of the cationic monomer (a) (40 %), Comparative Example 3 uses a short chain alkyl ester having 2 carbon atoms instead of long chain alkyl ester (b), and Comparative Example 4 has a lower content of long chain alkyl ester (b). Less than (10%), an example in which stearylamine was mixed during preparation of the coating liquid, Comparative Example 5 was an example in which the content of the long-chain alkyl ester (b) exceeded the upper limit (80%), and Comparative Example 6 was a styrene An example in which the content of (c) exceeds the upper limit (70%), Comparative Example 7 is an example in which amides are used in combination with a copolymer instead of amines. Comparative Example 8 uses only a copolymer and does not use amines (i.e., based on Example 4 above, the copolymer was quaternized and then mixed with an ammonium salt to obtain a sizing agent) Example). Comparative Example 9 is a blank example using only amines and no copolymer.

尚、図1に実施例1〜7及び比較例1〜7の各表面サイズ剤を構成する共重合体(B)のモノマー組成、アミン類(A)の種類及び混合時期をまとめた。図中のカチオン性モノマーは3級アミノ基含有モノマー(a)、(メタ)アクリレートは(メタ)アクリル酸エステル(b)、或は短鎖エステルを表す。また、DMはジメチルアミノエチルメタクリレート、DAはジメチルアミノエチルアクリレート、DEAEAはジエチルアミノエチルアクリレート、DMAPAAはジメチルアミノプロピルアクリルアミド、DMAPMAはジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、NBMAはn−ブチルメタクリレート、EHMAは2−エチルヘキシルメタクリレート、LMAはラウリルメタクリレート、CHAはシクロヘキシルアクリレート、BzMAはベンジルメタクリレート、IBMAはiso−ブチルメタクリレート、TBMAはt−ブチルメタクリレート、EMAはエチルメタクリレート、TBAはt−ブチルアクリレート、CHMAはシクロヘキシルメタクリレート、Stはスチレン、VTはビニルトルエン、α−MStはα−メチルスチレンを夫々表す。   In addition, the monomer composition of the copolymer (B) which comprises each surface sizing agent of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-7, the kind of amines (A), and mixing time were put together in FIG. The cationic monomer in the figure represents a tertiary amino group-containing monomer (a), and (meth) acrylate represents (meth) acrylic acid ester (b) or a short chain ester. DM is dimethylaminoethyl methacrylate, DA is dimethylaminoethyl acrylate, DEAEA is diethylaminoethyl acrylate, DMAPAA is dimethylaminopropyl acrylamide, DMAPMA is dimethylaminopropyl methacrylamide, NBMA is n-butyl methacrylate, and EHMA is 2-ethylhexyl methacrylate. , LMA is lauryl methacrylate, CHA is cyclohexyl acrylate, BzMA is benzyl methacrylate, IBMA is iso-butyl methacrylate, TBMA is t-butyl methacrylate, EMA is ethyl methacrylate, TBA is t-butyl acrylate, CHMA is cyclohexyl methacrylate, St is styrene , VT is vinyl toluene, α-MSt is α-methylstyrene Respectively.

(1)実施例1
ジメチルアミノエチルメタクリレート30部と、n−ブチルメタクリレート60部と、スチレン10部と、オレイルアミン15部と、連鎖移動剤のn−ドデシルメルカプタン2部と、トルエン50部とを4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱して開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル2.5部を加え、90℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸13部を加えて水溶化した後、加熱蒸留してトルエンを留去した。
その後、85℃でエピクロルヒドリン6部を加えて3時間反応し、50℃まで冷却して水を加え、固形分20%、淡黄色微濁液のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(1) Example 1
30 parts of dimethylaminoethyl methacrylate, 60 parts of n-butyl methacrylate, 10 parts of styrene, 15 parts of oleylamine, 2 parts of n-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent, and 50 parts of toluene are placed in a four-necked flask. The mixture was heated to 85 ° C., 2.5 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added as an initiator, and polymerization was carried out at 90 ° C. for 3 hours.
Next, 300 parts of water and 13 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then distilled by heating to distill off toluene.
Thereafter, 6 parts of epichlorohydrin was added at 85 ° C., reacted for 3 hours, cooled to 50 ° C., water was added, and an amine-containing cationic copolymer (surface sizing agent) having a solid content of 20% and a pale yellow turbid solution was obtained. Obtained.

(2)実施例2
ジメチルアミノエチルアクリレート20部と、2−エチルヘキシルメタクリレート40部と、スチレン40部と、連鎖移動剤のt−ドデシルメルカプタン2部と、メチルイソブチルケトン50部とを4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱して開始剤としてベンゾイルパーオキサイド2.5部を加え、90℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸9部を加えて水溶化した後、加熱蒸留しメチルイソブチルケトンを留去した。
その後、85℃でトリオクチルアミン0.2部、エピクロルヒドリン9部を加えて3時間反応し、冷却して水で希釈し、固形分20%、淡黄色微濁液のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(2) Example 2
20 parts of dimethylaminoethyl acrylate, 40 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 40 parts of styrene, 2 parts of t-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent, and 50 parts of methyl isobutyl ketone are placed in a four-necked flask up to 85 ° C. The mixture was heated to add 2.5 parts of benzoyl peroxide as an initiator, and polymerized at 90 ° C. for 3 hours.
Next, 300 parts of water and 9 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then heated to distill off methyl isobutyl ketone.
Thereafter, 0.2 parts of trioctylamine and 9 parts of epichlorohydrin were added at 85 ° C., reacted for 3 hours, cooled and diluted with water, and an amine-containing cationic copolymer having a solid content of 20% and a pale yellow turbid solution. (Surface sizing agent) was obtained.

(3)実施例3
ジエチルアミノエチルアクリレート35部と、ラウリルメタクリレート60部と、ビニルトルエン5部と、連鎖移動剤のn−ドデシルメルカプタン2部と、トルエン50部とを4つ口フラスコに入れ、105℃まで加熱し、開始剤としてt−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート2.5部を加え、110℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸12部を加えて水溶化した後、加熱蒸留しトルエンを留去した。
その後、85℃で塩化ベンジル15部を加えて3時間反応し、ジラウリルモノメチルアミンを0.5部加えてから冷却して水で希釈し、固形分20%、淡黄色透明液のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(3) Example 3
35 parts of diethylaminoethyl acrylate, 60 parts of lauryl methacrylate, 5 parts of vinyltoluene, 2 parts of chain transfer agent n-dodecyl mercaptan and 50 parts of toluene are placed in a four-necked flask and heated to 105 ° C. to start. 2.5 parts of t-butylperoxyisopropyl monocarbonate was added as an agent, and polymerization was performed at 110 ° C. for 3 hours.
Subsequently, 300 parts of water and 12 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then distilled by heating to distill off toluene.
Thereafter, 15 parts of benzyl chloride was added at 85 ° C. and reacted for 3 hours. After adding 0.5 parts of dilauryl monomethylamine, the mixture was cooled and diluted with water. Sex copolymer (surface sizing agent) was obtained.

(4)実施例4
ジメチルアミノプロピルアクリルアミド25部と、シクロヘキシルアクリレート65部と、α−メチルスチレン10部と、連鎖移動剤のn−ドデシルメルカプタン1部と、イソプロパノール20部を4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱し、開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート2.5部を加え、90℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸11部を加えて水溶化した後、溶剤蒸留せずに85℃でエピクロルヒドリン10部を加えて3時間反応し、冷却して水で希釈し、固形分20%、白色微濁液のカチオン性共重合体を得た。
その後、上記カチオン性共重合体とラウリルアンモニウムクロリドと酸化澱粉を混合して塗工液を調製し、その際には、当該カチオン性共重合体の構成モノマーの総量100部に対してラウリルアンモニウムクロリド20部を混合した。
(4) Example 4
25 parts of dimethylaminopropylacrylamide, 65 parts of cyclohexyl acrylate, 10 parts of α-methylstyrene, 1 part of n-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent and 20 parts of isopropanol are placed in a four-necked flask and heated to 85 ° C. Then, 2.5 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate was added as an initiator and polymerized at 90 ° C. for 3 hours.
Next, 300 parts of water and 11 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, then 10 parts of epichlorohydrin was added at 85 ° C. without solvent distillation and reacted for 3 hours, cooled, diluted with water, and 20% solid content. A white turbid cationic copolymer was obtained.
Thereafter, the cationic copolymer, lauryl ammonium chloride, and oxidized starch are mixed to prepare a coating solution. In this case, lauryl ammonium chloride is used with respect to 100 parts of the total amount of the constituent monomers of the cationic copolymer. 20 parts were mixed.

(5)実施例5
ジメチルアミノエチルメタクリレート40部と、2−エチルヘキシルメタクリレート50部と、ベンジルメタクリレート10部と、N−ベンジルエチレンジアミン2部と、連鎖移動剤のt−ドデシルメルカプタン3部と、メチルイソブチルケトン50部を4つ口フラスコに入れ、105℃まで加熱し、開始剤としてt−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート2.5部を加え、110℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸17部を加えて水溶化した後、加熱蒸留してメチルイソブチルケトンを留去した。
その後、95℃で3−クロロ−1,2−プロパンジオール20部を加えて5時間反応し、冷却して水で希釈し、固形分20%、淡褐色微濁液のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(5) Example 5
4 parts of 40 parts of dimethylaminoethyl methacrylate, 50 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 10 parts of benzyl methacrylate, 2 parts of N-benzylethylenediamine, 3 parts of t-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent, and 50 parts of methyl isobutyl ketone The flask was placed in a neck flask, heated to 105 ° C., 2.5 parts of t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate was added as an initiator, and polymerization was performed at 110 ° C. for 3 hours.
Next, 300 parts of water and 17 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then heated to distill off methyl isobutyl ketone.
Then, 20 parts of 3-chloro-1,2-propanediol was added at 95 ° C., reacted for 5 hours, cooled and diluted with water, and the amine-containing cationic copolymer of 20% solid content and light brown turbid liquid was obtained. A coalescence (surface sizing agent) was obtained.

(6)実施例6
ジメチルアミノエチルメタクリレート10部と、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド10部と、iso−ブチルメタクリレート75部と、スチレン5部と、連鎖移動剤のチオグリコール酸1.5部と、イソプロパノール50部を4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱して開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル2.5部を加え、90℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸8部を加えて水溶化した後、加熱蒸留してイソプロパノールを留去した。
その後、85℃でポリアミン(ジメチルアミン−エピクロルヒドリン縮合高分子)1部、エピクロルヒドリン10部を加えて3時間反応し、50℃まで冷却して水を加え、固形分20%、淡黄色透明液のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(6) Example 6
Four parts of 10 parts of dimethylaminoethyl methacrylate, 10 parts of dimethylaminopropylmethacrylamide, 75 parts of iso-butyl methacrylate, 5 parts of styrene, 1.5 parts of thioglycolic acid as a chain transfer agent, and 50 parts of isopropanol The flask was placed in a flask, heated to 85 ° C., 2.5 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added as an initiator, and polymerization was carried out at 90 ° C. for 3 hours.
Next, 300 parts of water and 8 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then distilled by heating to distill off isopropanol.
Then, 1 part of polyamine (dimethylamine-epichlorohydrin condensation polymer) and 10 parts of epichlorohydrin were added at 85 ° C., reacted for 3 hours, cooled to 50 ° C., water was added, solid content 20%, light yellow transparent liquid amine A containing cationic copolymer (surface sizing agent) was obtained.

(7)実施例7
ジメチルアミノエチルメタクリレート20部と、t−ブチルメタクリレート77部と、スチレン2部と、α−メチルスチレン1部と、連鎖移動剤のn−ドデシルメルカプタン1.8部と、イソプロパノール15部を4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱して開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル2部を加え、90℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸8部を加えて水溶化した後、溶剤蒸留せずに85℃でエピクロルヒドリン8部を加えて3時間反応し、ジメチルミリスチルアミンを8部加えてから冷却して水で希釈し、固形分20%、淡黄色微濁液のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(7) Example 7
Four parts of 20 parts of dimethylaminoethyl methacrylate, 77 parts of t-butyl methacrylate, 2 parts of styrene, 1 part of α-methylstyrene, 1.8 parts of n-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent, and 15 parts of isopropanol The flask was placed in a flask, heated to 85 ° C., 2 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added as an initiator, and polymerization was carried out at 90 ° C. for 3 hours.
Next, 300 parts of water and 8 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, then 8 parts of epichlorohydrin was added at 85 ° C. without solvent distillation and reacted for 3 hours. After adding 8 parts of dimethyl myristylamine, the mixture was cooled. Dilution with water gave an amine-containing cationic copolymer (surface sizing agent) having a solid content of 20% and a pale yellow turbid solution.

(8)比較例1
ジメチルアミノエチルメタクリレート15部と、2−エチルヘキシルメタクリレート70部と、スチレン15部と、オクチルアミン0.2部と、連鎖移動剤のチオグリコール酸1.5部と、イソプロパノール50部とを4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱して開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル2.5部を加え、90℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸6部を加えて水溶化した後、加熱蒸留してイソプロパノールを留去した。
その後、85℃でエピクロルヒドリン10部を加えて3時間反応し、50℃まで冷却して水を加え、固形分20%、白色微濁液のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(8) Comparative Example 1
Four parts of 15 parts of dimethylaminoethyl methacrylate, 70 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 15 parts of styrene, 0.2 part of octylamine, 1.5 parts of chain transfer agent thioglycolic acid and 50 parts of isopropanol The flask was placed in a flask, heated to 85 ° C., 2.5 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added as an initiator, and polymerization was carried out at 90 ° C. for 3 hours.
Next, 300 parts of water and 6 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then distilled by heating to distill off isopropanol.
Then, 10 parts of epichlorohydrin was added at 85 ° C., reacted for 3 hours, cooled to 50 ° C. and water was added to obtain an amine-containing cationic copolymer (surface sizing agent) having a solid content of 20% and a white turbid liquid. It was.

(9)比較例2
ジメチルアミノエチルアクリレート60部と、n−ブチルメタクリレート40部と、連鎖移動剤のn−ドデシルメルカプタン3.5部と、イソプロパノール50部を4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱して開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート2.5部を加え、90℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸28部を加えて水溶化した後、加熱蒸留してイソプロパノールを留去した。
その後、85℃でジメチルラウリルアミン5部、エピクロルヒドリン10部を加えて3時間反応し、50℃まで冷却して水を加え、固形分20%、淡黄色透明液のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(9) Comparative example 2
60 parts of dimethylaminoethyl acrylate, 40 parts of n-butyl methacrylate, 3.5 parts of chain transfer agent n-dodecyl mercaptan and 50 parts of isopropanol are placed in a four-necked flask and heated to 85 ° C. as an initiator. 2.5 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate was added and polymerized at 90 ° C. for 3 hours.
Subsequently, 300 parts of water and 28 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then distilled by heating to distill off isopropanol.
Thereafter, 5 parts of dimethyl laurylamine and 10 parts of epichlorohydrin were added at 85 ° C., reacted for 3 hours, cooled to 50 ° C., water was added, and the amine-containing cationic copolymer having a solid content of 20% and a pale yellow transparent liquid ( Surface sizing agent) was obtained.

(10)比較例3
ジメチルアミノエチルアクリレート35部と、エチルメタクリレート45部と、スチレン20部と、連鎖移動剤のt−ドデシルメルカプタン2.5部と、トルエン50部を4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱して開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート2.5部を加え、90℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸15部を加えて水溶化した後、加熱蒸留してトルエンを留去した。
その後、85℃でエピクロルヒドリン10部を加えて3時間反応し、ジエチレントリアミン10部を50℃まで冷却して水を加え、固形分20%、淡黄色微濁液のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(10) Comparative Example 3
35 parts of dimethylaminoethyl acrylate, 45 parts of ethyl methacrylate, 20 parts of styrene, 2.5 parts of t-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent, and 50 parts of toluene are placed in a four-necked flask and heated to 85 ° C. As an initiator, 2.5 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate was added and polymerized at 90 ° C. for 3 hours.
Next, 300 parts of water and 15 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then distilled by heating to distill off toluene.
Then, 10 parts of epichlorohydrin was added at 85 ° C. and reacted for 3 hours, 10 parts of diethylenetriamine was cooled to 50 ° C., water was added, and the amine-containing cationic copolymer (solid surface 20%, pale yellow turbid liquid (surface Sizing agent) was obtained.

(11)比較例4
ジメチルアミノプロピルアクリルアミド30部と、t−ブチルアクリレート5部と、スチレン65部と、連鎖移動剤のn−ドデシルメルカプタン2部と、メチルイソブチルケトン40部を4つ口フラスコに入れ、105℃まで加熱して開始剤としてt−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート2.5部を加え、110℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸12部を加えて水溶化した後、加熱蒸留してメチルイソブチルケトンを留去した。そして、95℃で3−クロロ−1,2−プロパンジオール12部を加えて5時間反応し、50℃まで冷却して水を加え、固形分20%、白色エマルション状液体のカチオン性共重合体を得た。
その後、上記カチオン性共重合体とステアリルアミンと酸化澱粉を混合して塗工液を調製し、その際の割合として、当該カチオン性共重合体の構成モノマーの総量100部に対してステアリルアミン15部を混合した。
(11) Comparative example 4
30 parts of dimethylaminopropylacrylamide, 5 parts of t-butyl acrylate, 65 parts of styrene, 2 parts of n-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent and 40 parts of methyl isobutyl ketone are placed in a four-necked flask and heated to 105 ° C. Then, 2.5 parts of t-butylperoxyisopropyl monocarbonate was added as an initiator, and polymerization was carried out at 110 ° C. for 3 hours.
Subsequently, 300 parts of water and 12 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then heated to distill off methyl isobutyl ketone. Then, 12 parts of 3-chloro-1,2-propanediol was added at 95 ° C., reacted for 5 hours, cooled to 50 ° C., added with water, and a cationic copolymer of white emulsion liquid having a solid content of 20%. Got.
Thereafter, the cationic copolymer, stearylamine and oxidized starch were mixed to prepare a coating liquid. As a ratio at that time, stearylamine 15 was added to 100 parts of the total amount of constituent monomers of the cationic copolymer. The parts were mixed.

(15)比較例5
ジメチルアミノエチルメタクリレート15部と、ラウリルメタクリレート85部と、ベンジルジメチルアミン2部と、連鎖移動剤のチオグリセロール1.2部と、イソプロパノール40部を4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱して開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル2.5部を加え、90℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸6部を加えて水溶化した後、加熱蒸留してイソプロパノールを留去した。
そして、85℃でエピクロルヒドリン8.5部を加えて3時間反応し、50℃まで冷却して水を加え、固形分20%、淡黄色微濁液のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(15) Comparative Example 5
15 parts of dimethylaminoethyl methacrylate, 85 parts of lauryl methacrylate, 2 parts of benzyldimethylamine, 1.2 parts of chain transfer agent thioglycerol and 40 parts of isopropanol are placed in a four-necked flask and heated to 85 ° C. As an initiator, 2.5 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added, and polymerization was performed at 90 ° C. for 3 hours.
Next, 300 parts of water and 6 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then distilled by heating to distill off isopropanol.
Then, 8.5 parts of epichlorohydrin was added at 85 ° C., reacted for 3 hours, cooled to 50 ° C., water was added, and the amine-containing cationic copolymer (surface sizing agent) having a solid content of 20% and a pale yellow turbid liquid was added. )

(16)比較例6
ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド15部と、シクロヘキシルメタクリレート10部と、スチレン75部と、連鎖移動剤のα−メチルスチレンダイマー3部と、トルエン40部を4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱して開始剤として1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カーボニトリル)2.5部を加え、90℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸6部を加えて水溶化した後、加熱蒸留してトルエンを留去した。
その後、85℃で塩化ベンジル7部、ピペラジン2部を加えて3時間反応し、50℃まで冷却して水を加え、固形分20%、白色エマルション状液体のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(16) Comparative Example 6
15 parts of dimethylaminopropyl methacrylamide, 10 parts of cyclohexyl methacrylate, 75 parts of styrene, 3 parts of α-methylstyrene dimer as a chain transfer agent and 40 parts of toluene are placed in a four-necked flask and heated to 85 ° C. As an initiator, 2.5 parts of 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile) was added and polymerized at 90 ° C. for 3 hours.
Subsequently, 300 parts of water and 6 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then distilled by heating to distill off toluene.
Thereafter, 7 parts of benzyl chloride and 2 parts of piperazine were added at 85 ° C., reacted for 3 hours, cooled to 50 ° C., water was added, 20% solid content, white emulsion liquid amine-containing cationic copolymer (surface Sizing agent) was obtained.

(17)比較例7
ジメチルアミノエチルメタクリレート30部と、iso−ブチルメタクリレート55部と、スチレン15部と、連鎖移動剤のn−ドデシルメルカプタン1.8部と、イソプロピルアルコール25部を4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱し、開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル2.5部を加え、90℃で3時間重合した。
次いで、水300部と90%酢酸12部を加えて水溶化した後、溶剤蒸留せずに85℃でエピクロルヒドリン10部を加えて3時間反応し、ポリアミドポリアミン−エピクロルヒドリン樹脂(ハーマイドPY−525A、ハリマ化成(株)製)3部を加え、冷却して水で希釈し、固形分20%、淡黄色透明のアミン含有カチオン性共重合体(表面サイズ剤)を得た。
(17) Comparative Example 7
30 parts of dimethylaminoethyl methacrylate, 55 parts of iso-butyl methacrylate, 15 parts of styrene, 1.8 parts of n-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent, and 25 parts of isopropyl alcohol are placed in a four-necked flask and heated to 85 ° C. The mixture was heated, 2.5 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added as an initiator, and polymerization was carried out at 90 ° C. for 3 hours.
Subsequently, 300 parts of water and 12 parts of 90% acetic acid were added to make it water-soluble, and then 10 parts of epichlorohydrin was added at 85 ° C. without solvent distillation and reacted for 3 hours. Polyamide polyamine-epichlorohydrin resin (Harmide PY-525A, Harima 3 parts of Kasei Chemical Co., Ltd.) was added, cooled and diluted with water to obtain a 20% solid content, light yellow transparent amine-containing cationic copolymer (surface sizing agent).

(18)比較例8
前記実施例4を基本として、共重合体を4級化した後にラウリルアンモニウムクロリドを混合しない以外は、実施例4と同様に処理して表面サイズ剤を得た。
(18) Comparative Example 8
Based on Example 4, the surface sizing agent was obtained in the same manner as in Example 4 except that the copolymer was quaternized and no lauryl ammonium chloride was mixed.

(19)比較例9
共重合体を使用せず、ジメチルパルミチルアミンのみから表面サイズ剤を得た(アミン類の含有量は、後述の塗工液の調製の項目に記載)。
(19) Comparative Example 9
A surface sizing agent was obtained only from dimethyl palmitylamine without using a copolymer (the content of amines is described in the item of preparation of coating liquid described later).

そこで、上記実施例1〜7並びに比較例1〜9で得られた各表面サイズ剤を内添サイズ剤なしの上質原紙に塗工して、サイズ性評価試験を行った。また、本発明の表面サイズ剤を使用しないブランク例を比較例10とした。   Therefore, each surface sizing agent obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 9 was applied to high-quality base paper without an internal sizing agent, and a sizing evaluation test was performed. Moreover, the blank example which does not use the surface sizing agent of this invention was made into the comparative example 10.

《表面サイズ剤の上質紙に対するサイズ性評価試験例》
(a)上質原紙の製造
450ml(CSF)まで叩解したLBKPパルプスラリーに、対パルプ10%の軽質炭酸カルシウム、0.5%の硫酸バンド、0.5%のカチオン化澱粉を添加し、内添サイズ剤を用いないで上質原紙(坪量85g/m2)を湿式抄造した。
(b)塗工液の調製
上記実施例1〜7並びに比較例1〜9の各表面サイズ剤を酸化澱粉の糊化溶液に溶解して、表面サイズ剤0.5%、酸化澱粉6.0%の塗工液を調製した。
この場合、前述したように、前記実施例4と比較例4では、先ず、本発明の表面サイズ剤の一方を構成する共重合体を製造し、この塗工液調製時に、当該共重合体と酸化澱粉に加えて、本発明の表面サイズ剤の他方を構成するアミン類を混合した。実施例4でのアミン類の共重合体の構成モノマーの総量に対する混合割合は20%であり、また、比較例4でのアミン類の共重合体の構成モノマーの総量に対する混合割合は15%である。実施例4又は比較例4において、アミン類と共重合体からなる表面サイズ剤と酸化澱粉の塗工液での含有量は、上述の通り、表面サイズ剤0.5%、酸化澱粉6.0%である。
また、比較例9はアミン類のみを表面サイズ剤にしたもので、酸化澱粉6.0%の塗工液に表面サイズ剤(ジメチルパルミチルアミン)0.08%を含有させた。
さらに、比較例10では酸化澱粉6.0%の塗工液を使用した。
(c)上質原紙への塗工
前記上質原紙に両面20g/m2の吸液量になるよう片面ずつ塗工し、回転式ドラムドライヤーにて90℃、90秒間の条件で乾燥し、サイズ性測定用上質塗工紙を得た。
そして、各上質塗工紙(実施例1〜7、比較例1〜10)について、JIS P8122の「紙のステキヒトサイズ度試験方法」に基づいて、サイズ度を測定した。
<< Example of sizing evaluation test for high-quality paper of surface sizing agent >>
(a) Manufacture of fine base paper To LBKP pulp slurry beaten to 450 ml (CSF), 10% light calcium carbonate, 0.5% sulfuric acid band and 0.5% cationized starch were added to the pulp. A fine base paper (basis weight 85 g / m 2 ) was wet-made without using a sizing agent.
(b) Preparation of coating solution Each of the surface sizing agents of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 9 was dissolved in a gelatinized solution of oxidized starch to obtain a surface sizing agent of 0.5% and oxidized starch of 6.0. % Coating solution was prepared.
In this case, as described above, in Example 4 and Comparative Example 4, first, a copolymer constituting one of the surface sizing agents of the present invention was produced, and when the coating liquid was prepared, the copolymer and In addition to the oxidized starch, amines constituting the other surface sizing agent of the present invention were mixed. The mixing ratio with respect to the total amount of constituent monomers of the copolymer of amines in Example 4 is 20%, and the mixing ratio with respect to the total amount of constituent monomers of the copolymers of amines in Comparative Example 4 is 15%. is there. In Example 4 or Comparative Example 4, the content of the surface sizing agent comprising an amine and a copolymer and the oxidized starch in the coating solution was as described above, the surface sizing agent being 0.5% and the oxidized starch being 6.0. %.
In Comparative Example 9, only amines were used as a surface sizing agent, and 0.08% of a surface sizing agent (dimethyl palmitylamine) was contained in a 6.0% oxidized starch coating solution.
Further, in Comparative Example 10, a coating solution containing 6.0% oxidized starch was used.
(c) Coating on high-quality base paper One-sided coating was applied to the above-mentioned high-quality base paper to give a liquid absorption of 20 g / m 2 on both sides, and dried with a rotary drum dryer at 90 ° C for 90 seconds. A quality coated paper for measurement was obtained.
And about each quality coated paper (Examples 1-7, Comparative Examples 1-10), the sizing degree was measured based on the "paper Stichtite sizing degree test method" of JISP8122.

図2はその試験結果である。
酸化澱粉のみを塗工した比較例10ではサイズ度は1秒、アミン類(A)のみを単用した比較例9では0秒であった。また、アミン類に代えてアミド類を本発明の共重合体(B)と併用した比較例7のサイズ性はアミン類(A)のみの比較例9より改善されたが、依然として低水準であった。
これに対して、アミン類(A)と特定組成のカチオン性共重合体(B)を併用した実施例1〜7では、サイズ性は共に高かった。
尚、本発明のカチオン性共重合体(B)のみを単用した比較例8では、サイズ性は他の比較例よりは改善されたが、塗工濃度がそれほど高くないことから、実施例1〜7に比べて劣っていた。
従って、それほど多くない塗工量でサイズ性を良好に発揮させるためには、アミン類と特定組成の共重合体を併用することの必要性が確認できた。
FIG. 2 shows the test results.
In Comparative Example 10 in which only the oxidized starch was applied, the sizing degree was 1 second, and in Comparative Example 9 in which only the amine (A) was used alone, it was 0 second. Further, the size of Comparative Example 7 in which amides were used in combination with the copolymer (B) of the present invention instead of amines was improved as compared with Comparative Example 9 containing only amines (A), but it was still at a low level. It was.
On the other hand, in Examples 1-7 in which the amines (A) and the cationic copolymer (B) having a specific composition were used in combination, the size properties were both high.
In Comparative Example 8 in which only the cationic copolymer (B) of the present invention was used alone, the size property was improved as compared with other Comparative Examples, but the coating concentration was not so high. It was inferior to ~ 7.
Therefore, it was confirmed that it is necessary to use amines and a copolymer having a specific composition in order to satisfactorily exhibit size characteristics with a coating amount that is not so large.

一方、カチオン性共重合体とアミン類を併用した場合、カチオン性モノマー(a)、(メタ)アクリル酸の長鎖アルキルエステル(b)、或はスチレン類(c)の含有比率が適正範囲から外れる比較例1〜2、比較例4〜5、比較例6では、アミド類と共重合体を併用した上記比較例7よりサイズ性は夫々劣った。長鎖アクリルエステルではなく、炭素数2の短鎖アルキルエステルを使用した比較例3も同様に劣った。
上述の通り、モノマー成分(a)〜(c)が適正範囲にある共重合体(B)を使用した実施例1〜7では、サイズ性の評価は高かった。
従って、サイズ性を良好に発揮させるためには、アミン類とカチオン性共重合体を併用するだけでは充分でなく、適正組成のカチオン性共重合体の使用が必要であることが明らかになった。
On the other hand, when a cationic copolymer and an amine are used in combination, the content ratio of the cationic monomer (a), the long-chain alkyl ester of (meth) acrylic acid (b), or the styrenes (c) is within an appropriate range. In Comparative Examples 1-2, Comparative Examples 4-5, and Comparative Example 6 that deviate from each other, the size properties were inferior to those of Comparative Example 7 in which amides and a copolymer were used in combination. Comparative Example 3 using a short-chain alkyl ester having 2 carbon atoms instead of a long-chain acrylic ester was similarly inferior.
As described above, in Examples 1 to 7 using the copolymer (B) in which the monomer components (a) to (c) are in an appropriate range, the evaluation of the size property was high.
Therefore, it has become clear that it is not sufficient to use amines and a cationic copolymer together in order to exert a good size, and it is necessary to use a cationic copolymer having an appropriate composition. .

次いで、実施例1〜7を詳細に検討すると、特定組成のカチオン性共重合体とアミン類を含有させる場合、アミン類を当該共重合体の重合前に混合しても、共重合体の重合後で4級化前に混合しても、或は共重合体の4級化後に混合してもサイズ性の向上効果は変わらないことが確認できた。また、アミン類を共重合体の4級化後に混合する場合、塗工液の調製段階で、4級化した共重合体をアミン類と共に水溶性高分子(酸化澱粉など)の糊化水溶液の中に混合しても、優れたサイズ性向上効果を示した(実施例4参照)。
さらに、特定組成の共重合体と併用すべきアミン類(A)は、モノアミン、4級アンモニウム塩、多価アミン、アルキルアミンとエピクロルヒドリンとの縮合ポリアミンのいずれでも有効であることが実施例1〜7から確認された。
Next, when Examples 1 to 7 are examined in detail, when a cationic copolymer having a specific composition and amines are contained, even if the amines are mixed before polymerization of the copolymer, polymerization of the copolymer is performed. It was confirmed that the effect of improving the sizing property did not change even if the mixture was mixed before quaternization later or after the quaternization of the copolymer. In addition, when the amines are mixed after the quaternization of the copolymer, the quaternized copolymer is mixed with the amines in the preparation stage of the coating liquid and the gelatinized aqueous solution of a water-soluble polymer (such as oxidized starch) is added. Even when mixed in, an excellent size improvement effect was shown (see Example 4).
Furthermore, as the amines (A) to be used in combination with the copolymer having a specific composition, any of monoamines, quaternary ammonium salts, polyvalent amines, and condensed polyamines of alkylamines and epichlorohydrins are effective. 7 was confirmed.

次いで、上記実施例並びに比較例で得られた各表面サイズ剤について、内添サイズ剤を含まない新聞用紙に対するサイズ性評価試験を行った。また、本発明の表面サイズ剤を使用しないブランク例を比較例11とした。   Next, for each of the surface sizing agents obtained in the above Examples and Comparative Examples, a sizing evaluation test was performed on newsprint paper containing no internal sizing agent. Moreover, the blank example which does not use the surface sizing agent of this invention was made into the comparative example 11.

《表面サイズ剤の新聞用紙に対するサイズ性評価試験例》
(a)新聞原紙の製造
全パルプ成分の80重量%以上が新聞古紙と機械パルプからなるパルプスラリーに、対パルプ10%の軽質炭酸カルシウム、0.5%の硫酸バンド、0.5%のカチオン化澱粉を添加し、内添サイズ剤を用いないで新聞原紙(坪量45g/m2)を湿式抄造した。
(b)塗工液の調製
上記実施例1〜7並びに比較例1〜9の各表面サイズ剤を酸化澱粉の糊化溶液に溶解して、表面サイズ剤0.4%、酸化澱粉4.0%の塗工液を調製した。
この場合、前述のように、前記実施例4と比較例4では、先ず、本発明の表面サイズ剤を構成する一方の共重合体を製造し、この塗工液調製時に、当該共重合体と酸化澱粉に加えて、本発明の表面サイズ剤の他方を構成するアミン類を混合したが、この実施例4又は比較例4において、アミン類と共重合体からなる表面サイズ剤と酸化澱粉の塗工液での含有量は、上述の通り、表面サイズ剤0.4%、酸化澱粉4.0%である。
また、比較例9はアミン類のみを表面サイズ剤にしたもので、酸化澱粉4.0%の塗工液に表面サイズ剤(ジメチルパルミチルアミン)0.08%を含有させた。
さらに、比較例11では酸化澱粉4.0%の塗工液を使用した。
(3)新聞原紙への塗工
前記新聞原紙に両面16g/m2の吸液量になるよう片面ずつ塗工し、回転式ドラムドライヤーにて80℃、90秒間の条件で乾燥し、サイズ性測定用新聞用紙を得た。
各新聞用紙(実施例1〜7、比較例1〜9と11)について、JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法No.32−2(紙−吸水性試験方法−第2部:滴下法)に準じて、5μLの水にて吸水試験を行い、吸水に要した時間(秒)を測定して、サイズ性の優劣を評価した。
<< Example of sizing evaluation test for surface sizing agent on newspapers >>
(a) Manufacture of newspaper base paper A pulp slurry comprising at least 80% by weight of all pulp components of newspaper waste and mechanical pulp, 10% light calcium carbonate, 0.5% sulfuric acid band, and 0.5% cation The newspaper base paper (basis weight 45 g / m 2 ) was wet-made without adding the internal starch and using the internal sizing agent.
(b) Preparation of coating solution Each of the surface sizing agents of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 9 was dissolved in a gelatinized solution of oxidized starch to obtain a surface sizing agent of 0.4% and oxidized starch of 4.0. % Coating solution was prepared.
In this case, as described above, in Example 4 and Comparative Example 4, first, one copolymer constituting the surface sizing agent of the present invention was produced, and at the time of preparing the coating solution, the copolymer and In addition to the oxidized starch, the amines constituting the other of the surface sizing agent of the present invention were mixed. In Example 4 or Comparative Example 4, the coating of the surface sizing agent comprising the amines and copolymer and oxidized starch was performed. As described above, the content in the working solution is 0.4% of the surface sizing agent and 4.0% of oxidized starch.
In Comparative Example 9, only amines were used as a surface sizing agent, and 0.08% of a surface sizing agent (dimethyl palmitylamine) was contained in a coating solution of 4.0% oxidized starch.
Furthermore, in Comparative Example 11, a coating solution containing 4.0% oxidized starch was used.
(3) Coating on newspaper base paper Coat on each side of the newspaper base paper so that it has a liquid absorption of 16 g / m 2 on both sides and dry it with a rotary drum dryer at 80 ° C for 90 seconds. A measuring newspaper was obtained.
For each newspaper (Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to 9 and 11), according to JAPAN TAPPI paper pulp test method No. 32-2 (paper-water absorption test method-part 2: dropping method), A water absorption test was performed with 5 μL of water, and the time (seconds) required for water absorption was measured to evaluate the superiority or inferiority of the size property.

図3はその試験結果である。
本新聞用紙での試験においても、前記上質紙での試験と同様に、実施例1〜7は比較例1〜9と11に対して優れたサイズ性を示した。
即ち、アミン類のみを単用したブランク例である比較例9、アミン類に代えてアミド類を本発明の共重合体と併用した比較例7、或は、本発明の共重合体のみを単用した比較例8に対して、実施例1〜7はサイズ性に優れるだけではなく、スチレンを疎水性モノマーの主体とした従来型の比較例6を初めとして、成分(a)〜(c)の含有量が適正範囲から外れる比較例1〜2及び比較例4〜5、或は、成分(b)に代えて短鎖エステルを使用した比較例3に対してもサイズ度の点で同様な優位性を示した。
しかも、前記上質紙での試験例と同様に、アミン類の共重合体への混合時期やアミン類の種類は問わず、実施例1〜7では明白なサイズ効果の改善が認められた。
以上のように、本発明の表面サイズ剤は上質紙や新聞用紙に対して、内添サイズ剤と組み合わせることなく(即ち、内添サイズ剤なしの原紙に対しても)、単独で紙表面に塗工するだけで、優れたサイズ効果を発揮できることが明らかになった。
FIG. 3 shows the test results.
Also in the test with this newsprint, Examples 1-7 showed the outstanding size property with respect to Comparative Examples 1-9 and 11 similarly to the test with the said quality paper.
That is, Comparative Example 9 which is a blank example using only amines, Comparative Example 7 where amides are used in combination with the copolymer of the present invention instead of amines, or only the copolymer of the present invention is used alone. In contrast to Comparative Example 8 used, Examples 1 to 7 are not only excellent in size but also include Comparative Example 6 of the conventional type mainly composed of styrene as a hydrophobic monomer, and components (a) to (c). It is the same in terms of sizing degree to Comparative Examples 1 and 2 and Comparative Examples 4 to 5 in which the content of C is not within the proper range, or Comparative Example 3 using a short chain ester instead of component (b). Showed superiority.
In addition, as in the above-described test example using fine paper, the size effect was clearly improved in Examples 1 to 7 regardless of the mixing time of amines into the copolymer and the type of amines.
As described above, the surface sizing agent of the present invention is used alone on the paper surface without combining with an internal additive sizing agent for high-quality paper or newspaper (that is, even for a base paper without an internal additive sizing agent). It became clear that an excellent sizing effect can be achieved simply by coating.

実施例1〜7及び比較例1〜7の各共重合体を得る際のモノマー組成、アミン類の種類及び含有量などをまとめた図表である。It is the table | surface which put together the monomer composition at the time of obtaining each copolymer of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-7, the kind of amines, content, etc. 実施例1〜7及び比較例1〜10の各表面サイズ剤を含む液を塗工した上質紙(比較例10は表面サイズ剤を使用しない例)のサイズ性評価試験の結果を示す図表である。It is a graph which shows the result of the sizing evaluation test of the quality paper (The comparative example 10 does not use a surface sizing agent) which applied the liquid containing each surface sizing agent of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-10. . 実施例1〜7及び比較例1〜9、11の各表面サイズ剤を含む液を塗工した新聞用紙(比較例11は表面サイズ剤を使用しない例)のサイズ性評価試験の結果を示す図表である。The table | surface which shows the result of the sizing evaluation test of the newspaper paper (Comparative example 11 does not use a surface sizing agent) which apply | coated the liquid containing each surface sizing agent of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-9, 11 It is.

Claims (8)

アミン類(A)と共重合体(B)を含有してなり、
上記共重合体(B)が、
(a)3級アミノ基含有モノマーを18〜40重量%と、
(b)(メタ)アクリル酸のC4〜C18のアルキルエステルを10〜80重量%と、
(c)スチレン類を0〜70重量%とを
連鎖移動剤の存在下で重合して4級化し、或は4級化しないで得られる共重合体であることを特徴とするカチオン性表面サイズ剤。
Containing an amine (A) and a copolymer (B);
The copolymer (B) is
(a) 18-40% by weight of a tertiary amino group-containing monomer,
(b) (meth) 10 to 80% by weight of alkyl esters of C 4 -C 18 acrylic acid,
(c) a cationic surface size characterized by being a copolymer obtained by polymerizing styrenes in an amount of 0 to 70% by weight in the presence of a chain transfer agent to be quaternized or not quaternized. Agent.
アミン類(A)が、C6〜C22置換基を1つ以上有するアミン、アンモニウム塩、多価アミン、アルキルアミンとエピハロヒドリンとの縮合反応によるポリアミンよりなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載のカチオン性表面サイズ剤。 The amine (A) is at least one selected from the group consisting of amines having one or more C 6 to C 22 substituents, ammonium salts, polyvalent amines, and polyamines by condensation reaction of alkylamines and epihalohydrins. The cationic surface sizing agent according to claim 1. アミン類(A)を共重合体(B)のモノマー成分(a)〜(c)の総量に対して0.01〜30重量%の割合で混合することを特徴とする請求項1又は2に記載のカチオン性表面サイズ剤。   The amine (A) is mixed in a proportion of 0.01 to 30% by weight based on the total amount of the monomer components (a) to (c) of the copolymer (B). The cationic surface sizing agent described. 3級アミノ基含有モノマー(a)が、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート及び/又はジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のカチオン性表面サイズ剤。   The cationic property according to any one of claims 1 to 3, wherein the tertiary amino group-containing monomer (a) is dialkylaminoalkyl (meth) acrylate and / or dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide. Surface sizing agent. アミン類(A)を添加してモノマー成分(a)〜(c)を重合するか、モノマー成分(a)〜(c)を重合してからアミン類(A)を添加して4級化し又は4級化せず、或は、共重合体(B)を4級化してからアミン類(A)を添加することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のカチオン性表面サイズ剤。   Add the amines (A) to polymerize the monomer components (a) to (c), or polymerize the monomer components (a) to (c) and then add the amines (A) to quaternize or The cationic surface according to any one of claims 1 to 4, wherein the amine (A) is added after quaternization of the copolymer (B) without quaternization. Sizing agent. 請求項1又は2のアミン類(A)と請求項1又は4の共重合体(B)の含有物、或はさらに多糖類、ポリビニルアルコール類、ポリアクリルアミド類よりなる群から選ばれた少なくとも一種の水溶性高分子を加えた含有物を紙の表面に塗工する表面処理方法。   The content of the amine (A) of claim 1 or 2 and the copolymer (B) of claim 1 or 4, or at least one selected from the group consisting of polysaccharides, polyvinyl alcohols and polyacrylamides The surface treatment method which coats the content which added the water-soluble polymer of this on the paper surface. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のカチオン性表面サイズ剤、或はさらに多糖類、ポリビニルアルコール類、ポリアクリルアミド類よりなる群から選ばれた少なくとも一種の水溶性高分子を原紙の表面に塗工した紙。   The cationic surface sizing agent according to any one of claims 1 to 5, or at least one water-soluble polymer selected from the group consisting of polysaccharides, polyvinyl alcohols, and polyacrylamides. Coated paper. 原紙が、内添サイズ剤を含まない紙、或は、ステキヒトサイズ度が2秒以下の中性紙であることを特徴とする請求項7の塗工紙。   8. The coated paper according to claim 7, wherein the base paper is a paper containing no internal sizing agent or a neutral paper having a Steecht sizing degree of 2 seconds or less.
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