JP2010031386A - Printing paper - Google Patents

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Yasunobu Ooka
康伸 大岡
Shisei Goto
至誠 後藤
Masaki Ito
真記 伊藤
Takashi Yamaguchi
崇 山口
Kazunari Sakai
一成 酒井
Takahiro Fujiwara
崇弘 藤原
Kazushige Inaoka
和茂 稲岡
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Nippon Paper Industries Co Ltd
Harima Chemical Inc
Jujo Paper Co Ltd
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Nippon Paper Industries Co Ltd
Harima Chemical Inc
Jujo Paper Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a printing paper exhibiting excellent sizing performance imparted even by neutral papermaking using calcium carbonate as a filler and using no or a slight amount of aluminium sulfate, and having a friction coefficient excellently prevented from being reduced without increasing a liquid absorption amount by a size press. <P>SOLUTION: The printing paper contains an internally filled sizing agent containing an ampholytic copolymer having a hydrophobic group and obtained by quaternarizing at least a part of cationic groups as an active ingredient, and an alkyl ketene dimer (AKD)-based sizing agent. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、サイズ性と摩擦係数の低下抑制に優れた印刷用紙に関する。   The present invention relates to a printing paper that is excellent in suppressing the decrease in size and friction coefficient.

印刷用紙の品質に対する要求は年々高度になってきているが、中でも印刷が反対面から透けて見える現象、いわゆる「裏抜け」を防止する要求レベルが高くなっている。裏抜けを少なくするためには、紙の不透明度を上げることが最も効果的であることが知られている。紙の不透明度を上げる方法としては、比散乱係数が高く不透明度の上昇効果が大きい填料を配合し、紙中灰分を上昇させることが有効である。特に炭酸カルシウムは、比散乱係数が高く、紙料と比較して安価である点が有利であることから、中性抄造への移行が進んでいる現在、紙中における炭酸カルシウムの配合量は徐々に増加する傾向にある。   The demand for the quality of printing paper is becoming higher year by year, but the requirement level for preventing the phenomenon that printing can be seen through from the opposite side, so-called “back-through”, is increasing. It is known that increasing the opacity of paper is the most effective way to reduce strikethrough. As a method for increasing the opacity of paper, it is effective to increase the ash content in the paper by blending a filler having a high specific scattering coefficient and a large effect of increasing opacity. In particular, calcium carbonate has an advantage in that it has a high specific scattering coefficient and is inexpensive compared to paper stock. Therefore, the transition to neutral papermaking is progressing, and the amount of calcium carbonate in paper is gradually increasing. It tends to increase.

しかし、炭酸カルシウムなど紙中填料の増加は繊維間結合を形成できる繊維量が減少することから、紙の強度を著しく低下させる。また近年においては生産性の向上を意図して、抄紙機の高速化・広幅化が進んでいるが、抄紙機が高速化するほど、原料がワイヤー上に歩留まらず、白水系に流出する、いわゆる歩留りの低下が起こる。さらに、ネットワークを作る繊維量が減少することから、ワイヤー上の歩留まりはいっそう低下する。また、填料、特に炭酸カルシウムを多量に用いる最近の中性抄造方法では、内添サイズ剤である中性ロジンサイズ剤の効果が著しく低下することが知られており、必要なサイズ性を確保するために、大量の中性ロジンの添加が必要となり、抄紙系の汚れや薬品コストの上昇が問題になる。また、中性ロジンサイズ剤はサイズ性の発現のために硫酸アルミニウムの添加が必要となるが、硫酸アルミニウムを増配すると抄紙系のpHが低下して炭酸カルシウムが溶解し、抄紙機で水酸化アルミニウムや硫酸カルシウム(石膏)が析出して、欠陥や断紙の要因となる。   However, an increase in paper filler such as calcium carbonate reduces the amount of fibers that can form fiber-to-fiber bonds, thus significantly reducing the strength of the paper. Also, in recent years, with the intention of improving productivity, the speed and width of paper machines are increasing, but as the speed of paper machines increases, the raw material does not stay on the wire and flows into the white water system. So-called yield reduction occurs. In addition, the yield on the wire is further reduced because the amount of fiber making up the network is reduced. In addition, it is known that the neutral rosin sizing agent, which is an internally added sizing agent, significantly reduces the effect of neutral sizing agent, which is a recent neutral paper making method using a large amount of filler, especially calcium carbonate, and ensures the required size. Therefore, it is necessary to add a large amount of neutral rosin, which causes problems such as paper-making stains and chemical costs. In addition, neutral rosin sizing agent requires the addition of aluminum sulfate for the expression of size, but when aluminum sulfate is increased, the pH of the papermaking system decreases and calcium carbonate dissolves. Or calcium sulfate (gypsum) precipitates, causing defects and paper breaks.

また、紙中灰分が高くなると、中性ロジンサイズ剤の効果が低減するため、高灰分条件に優れる内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤(以下、「AKDサイズ剤」という。)を用いることがある。しかし、AKDサイズ剤はサイズ性の立ち上がりが遅いため、サイズプレスでの吸液量が増加し、アフタードライヤーの乾燥負荷が増大することから抄速が低下する問題が生じたり、摩擦係数が著しく低下する。摩擦係数が低下すると、用紙断裁時に用紙が滑りやすくなって紙が揃わず断裁不良品が多くなったり、PPC用紙ではコピー機での搬送性トラブル(重送や紙詰まり)が起きる。さらに、AKDサイズ剤の添加量が多いときには抄紙機の汚れが問題になる。また、ASA(アルケニルコハク酸無水物)サイズ剤を用いた場合、添加量が多いと中性ロジン、AKDサイズ剤以上に抄紙機が汚れやすく、欠陥や断紙が頻発する問題が起きる。   Further, since the effect of the neutral rosin sizing agent is reduced when the ash content in the paper is increased, an alkyl ketene dimer sizing agent (hereinafter referred to as “AKD sizing agent”) is used as an internal sizing agent excellent in high ash content conditions. Sometimes. However, since the AKD sizing agent has a slow rise in size, the amount of liquid absorbed by the size press increases, and the drying load of the after dryer increases. To do. When the friction coefficient is lowered, the paper is slippery when the paper is cut, the paper is not aligned, and the number of defective cutting is increased, or the PPC paper has a transportability trouble (double feed or paper jam) in the copying machine. Further, when the amount of the AKD sizing agent added is large, the paper machine becomes dirty. In addition, when an ASA (alkenyl succinic anhydride) sizing agent is used, if it is added in a large amount, the paper machine tends to get dirty more than neutral rosin and AKD sizing agents, resulting in frequent defects and paper breaks.

そこで、これまでに、中性抄紙において用いることのできるサイズ剤として、スチレン同族体と(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステルとの共重合体をアルキルハライドで4級化して得られる疎水性基含有カチオン性ポリマーの4級化物からなるサイズ剤(特許文献1参照)が提案されている。さらに、前記サイズ剤において用いた4級化剤種やカチオン性モノマー種を最適化することにより、サイズ効果だけでなく成紙の強度や摩擦係数の向上をも図ったサイズ剤も知られている。具体的には、前記共重合体をアルキルハライドに代えてエピハロヒドリンで4級化して得られる疎水性基含有カチオン性ポリマーの4級化物からなるサイズ剤(特許文献2参照)や、スチレン類と(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステル、(メタ)アクリル酸のアミノアクリルアミドまたはこれらの4級塩等とを構成モノマーとする共重合体からなるサイズ剤(特許文献3参照)が提案されている。これらのサイズ剤は、いずれもカチオン性であるために、硫酸バンドなどの定着剤を使用しなくても、アニオン帯電性のパルプ繊維に自己定着して紙へのサイズ性を付与するものであり、中性抄紙あるいはアルカリ抄紙が可能である。   So far, as a sizing agent that can be used in neutral papermaking, it contains a hydrophobic group obtained by quaternizing a copolymer of a styrene homolog and an aminoalkyl ester of (meth) acrylic acid with an alkyl halide. A sizing agent comprising a quaternized product of a cationic polymer (see Patent Document 1) has been proposed. Furthermore, sizing agents that improve not only the size effect but also the strength and coefficient of friction of the paper are also known by optimizing the quaternizing agent species and cationic monomer species used in the sizing agent. . Specifically, the copolymer is replaced with an alkyl halide and quaternized with a hydrophobic group-containing cationic polymer obtained by quaternization with epihalohydrin (see Patent Document 2), styrenes ( There has been proposed a sizing agent (see Patent Document 3) composed of a copolymer containing, as constituent monomers, an aminoalkyl ester of (meth) acrylic acid, an aminoacrylamide of (meth) acrylic acid, or a quaternary salt thereof. Since these sizing agents are all cationic, they are self-fixed to an anionically charged pulp fiber without using a fixing agent such as a sulfuric acid band and impart sizing properties to paper. Neutral papermaking or alkaline papermaking is possible.

また、さらなるサイズ効果の向上を目指し、疎水性モノマーとカチオン性モノマー類を共重合する際にロジン誘導体を所定量共存させて得られる、ロジン結合型カチオン性重合体からなるサイズ剤(特許文献4参照)も提案されている。このサイズ剤では、ポリマー中に導入されたロジンのバルキーな構造がパルプ繊維への定着後に高い疎水性を付与することができ、加えて、ロジン環のカルボキシル基が炭酸カルシウムと相互作用することによりポリマー自体が不溶化してカチオン基による定着が一層促進される。そのため、サイズ効果の大幅な向上が可能になる。   Further, with the aim of further improving the size effect, a sizing agent comprising a rosin-bonded cationic polymer obtained by coexisting a predetermined amount of a rosin derivative when copolymerizing a hydrophobic monomer and a cationic monomer (Patent Document 4) See also). In this sizing agent, the bulky structure of rosin introduced into the polymer can impart high hydrophobicity after fixing to the pulp fiber, and in addition, the carboxyl group of the rosin ring interacts with calcium carbonate. The polymer itself is insolubilized and the fixing by the cation group is further promoted. Therefore, the size effect can be greatly improved.

また、内添サイズ剤としてAKDとカチオン化変性脂肪酸サイズ系を添加することで、抄紙系内に汚れを発生させることなく、灰分が15%以上の印刷用紙でもサイズ度が得られる技術が提案されている(特許文献5)。さらに、AKDを含むアニオン性もしくはカチオン性エマルジョンなど合成サイズ剤と硫酸アルミニウムなどの金属塩を添加することでサイズ度が向上する技術が提案されている(特許文献6)。   In addition, by adding AKD and a cationized modified fatty acid size system as an internally added sizing agent, a technique has been proposed in which sizing can be obtained even on printing paper having an ash content of 15% or more without causing stains in the papermaking system. (Patent Document 5). Furthermore, a technique for improving the sizing degree by adding a synthetic sizing agent such as an anionic or cationic emulsion containing AKD and a metal salt such as aluminum sulfate has been proposed (Patent Document 6).

米国特許第2964445号明細書US Pat. No. 2,964,445 特開昭48−11407号公報Japanese Patent Laid-Open No. 48-11407 特開平3−167397号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-16797 特開2001−73292号公報JP 2001-73292 A 特開2004−277928号公報JP 2004-277728 A 特公昭64−6320号公報Japanese Patent Publication No. 64-6320

しかしながら、特許文献1〜3のカチオン性サイズ剤は、填料として多量の炭酸カルシウムを使用した中性抄紙またはアルカリ抄紙においては、パルプ繊維への定着性や定着後の疎水化に改善の余地が大きく、充分に満足しうるサイズ効果が得られないのが現状であった。また、特許文献4のサイズ剤では、ロジン結合型カチオン性重合体の分子量が添加するロジン量の影響を受けやすいため、該重合体のパルプへの自己定着能、すなわちサイズ効果はロジン添加量によって左右されやすいという欠点があった。さらに、特許文献4のサイズ剤は、主鎖のポリマー中へのロジン導入量が少ない場合や未反応ロジンが残存した場合には、炭酸カルシウムと相互作用して疎水化に寄与するポリマー成分が少なくなり、サイズ効果の発現が不充分となる場合があった。   However, the cationic sizing agents disclosed in Patent Documents 1 to 3 have a large room for improvement in the fixability to pulp fibers and the hydrophobicity after fixing in neutral paper or alkaline paper using a large amount of calcium carbonate as a filler. However, the present situation is that a satisfactory size effect cannot be obtained. Further, in the sizing agent of Patent Document 4, since the molecular weight of the rosin-bonded cationic polymer is easily influenced by the amount of rosin added, the self-fixing ability of the polymer to the pulp, that is, the size effect depends on the amount of rosin added. There was a drawback of being easily influenced. Furthermore, the sizing agent of Patent Document 4 has few polymer components that interact with calcium carbonate and contribute to hydrophobicity when the amount of rosin introduced into the polymer of the main chain is small or when unreacted rosin remains. Thus, the size effect may be insufficiently developed.

また、特許文献1〜4のサイズ剤を含め従来のカチオン性サイズ剤では、実際の抄造系内において存在する多種多様なアニオン性の物質、いわゆるアニオントラッシュとも相互作用する可能性があり、そのような場合、パルプ繊維への自己定着が阻害され、効果的にサイズ性を発現しにくくなるという問題も有している。特に、硫酸バンド添加量が少ない中性抄紙においては、アニオントラッシュ量が増加する傾向があるので、この問題がより顕著に現れることになる。また、カチオン性サイズ剤の場合、いずれも電気的には強いカチオン性を示すため、蛍光染料の効果を阻害する欠点があり、高い白色度を求められる印刷用紙には使用できないという問題点があった。   In addition, the conventional cationic sizing agents including the sizing agents of Patent Documents 1 to 4 may interact with a wide variety of anionic substances existing in the actual papermaking system, so-called anionic trash, In such a case, the self-fixation to the pulp fiber is hindered, and there is a problem that it is difficult to effectively exhibit the size property. In particular, in neutral papermaking with a small amount of sulfuric acid band added, the amount of anionic trash tends to increase, so this problem appears more prominently. In addition, in the case of cationic sizing agents, all of them have a strong cationic property, so that there is a drawback that the effect of the fluorescent dye is hindered, and there is a problem that it cannot be used for printing paper that requires high whiteness. It was.

特許文献5では、サイズ発現の主体にはAKDを使用し、AKDのパルプへの定着性を上げることを重点に、定着剤としてカチオン化変性脂肪酸系サイズ剤を用いることが記載されているが、AKDが主体であるためか適正な範囲の摩擦係数を得ることは難しかった。特許文献6では、硫酸アルミニウムなどの金属塩をAKDなどの合成サイズ剤定着後に用いることで、サイズ効果が向上することが記載されているが、摩擦係数の低下や抄紙機の汚れなど、AKDサイズ剤が抱える問題を改善することはできなかった。   Patent Document 5 describes the use of cationized modified fatty acid-based sizing agent as a fixing agent, with an emphasis on using AKD as the main component of size development and increasing the fixability of AKD to pulp. It was difficult to obtain a friction coefficient in an appropriate range because AKD is mainly used. Patent Document 6 describes that the size effect is improved by using a metal salt such as aluminum sulfate after fixing a synthetic sizing agent such as AKD. The problem with the drug could not be improved.

そこで、本発明の主たる課題は、填料として炭酸カルシウムを使用し、硫酸バンドを使用しないか硫酸バンド使用量が少ない中性抄造においても、優れたサイズ性を付与できるとともに、サイズプレスでの吸液量が増加することなく、摩擦係数の低下抑制に優れた印刷用紙を提供することである。   Therefore, the main problem of the present invention is that calcium carbonate is used as a filler, and even in neutral papermaking where no sulfate band is used or the amount of sulfate band used is small, excellent sizing can be imparted, and liquid absorption in a size press An object of the present invention is to provide a printing paper that is excellent in suppressing the decrease in the friction coefficient without increasing the amount.

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成からなる。
(1)請求項1に係る発明の印刷用紙は、原紙にサイズ剤と填料を含有する印刷用紙であって、前記サイズ剤が疎水性基を有するとともにカチオン性基の少なくとも一部が4級化されてなる両イオン性共重合体を有効成分とする製紙用内添サイズ剤、およびアルキルケテンダイマー系サイズ剤であることを特徴とする。
(2)請求項2に係る発明の印刷用紙は、前記両イオン性共重合体が疎水性モノマー(A)、カチオン性モノマー(B)、およびアニオン性モノマー(C)を必須とし、かつ前記モノマー(C)のアニオン当量が前記モノマー(B)のカチオン当量の0.1〜90%である単量体成分を重合して得られるものであり、そのカチオン性基の4級化率が40モル%以上であることを特徴とする。
(3)請求項3に係る発明の印刷用紙は、前記両イオン性共重合体1重量部に対してアルキルケテンダイマー系サイズ剤を0.1〜3重量部含有することを特徴とする。
(4)請求項4に係る発明の印刷用紙は、前記填料が炭酸カルシウムであることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(1) The printing paper of the invention according to claim 1 is a printing paper containing a sizing agent and a filler in a base paper, wherein the sizing agent has a hydrophobic group and at least a part of a cationic group is quaternized. It is characterized by being an internal sizing agent for papermaking and an alkyl ketene dimer-based sizing agent comprising the zwitterionic copolymer formed as an active ingredient.
(2) In the printing paper of the invention according to claim 2, the amphoteric copolymer essentially comprises a hydrophobic monomer (A), a cationic monomer (B), and an anionic monomer (C), and the monomer (C) is obtained by polymerizing a monomer component having an anion equivalent of 0.1 to 90% of the cation equivalent of the monomer (B), and the quaternization rate of the cationic group is 40 mol. % Or more.
(3) The printing paper of the invention according to claim 3 is characterized by containing 0.1 to 3 parts by weight of an alkyl ketene dimer sizing agent with respect to 1 part by weight of the zwitterionic copolymer.
(4) The printing paper of the invention according to claim 4 is characterized in that the filler is calcium carbonate.

本発明は、原紙に疎水性基を有するとともにカチオン性基の少なくとも一部が4級化されてなる両イオン性共重合体を有効成分とする製紙用内添サイズ剤、およびAKDサイズ剤を含有することで、次の効果が奏される。
(1)填料として炭酸カルシウムを使用し、硫酸バンドを使用しないか硫酸バンド使用量の少ない中性抄造においても、効率的に強サイズ性を付与することができるため、硫酸バンド添加量の増加による水酸化アルミニウムや硫酸カルシウム(石膏)の析出を回避できる。
(2)AKDサイズ剤の添加量を少なくできるため、サイズプレス吸液量が増加することなく、摩擦係数の低下抑制に優れた印刷用紙を得ることができる。また、アフタードライヤーの乾燥負荷が低減され、抄速の低下を防ぐことができるため、操業性も向上する。
The present invention contains an internal sizing agent for papermaking and an AKD sizing agent containing a zwitterionic copolymer having a hydrophobic group on the base paper and at least a part of the cationic group being quaternized as an active ingredient By doing so, the following effects are produced.
(1) Calcium carbonate is used as a filler, and even in neutral papermaking where no sulfate band is used or the amount of sulfate band used is small, strong size can be efficiently imparted. Precipitation of aluminum hydroxide and calcium sulfate (gypsum) can be avoided.
(2) Since the addition amount of the AKD sizing agent can be reduced, it is possible to obtain a printing paper excellent in suppressing the decrease in the friction coefficient without increasing the size press liquid absorption. Moreover, since the drying load of the after dryer is reduced and the reduction in the papermaking speed can be prevented, the operability is also improved.

本発明で用いられる製紙用内添サイズ剤は、疎水性基を有するとともにカチオン性基の少なくとも一部が4級化されてなる両イオン性共重合体を有効成分とするものであり、両イオン性共重合体は中でも、4級化率が特定以上で、アニオン当量とカチオン当量の比率が所定範囲にある両イオン性共重合体であり、本発明の印刷用紙は、このような製紙用内添サイズ剤とAKDサイズ剤とを、パルプスラリーに添加して湿式抄造したものである。   The internally added sizing agent for papermaking used in the present invention comprises a zwitterionic copolymer having a hydrophobic group and at least a part of the cationic group being quaternized as an active ingredient. Among these, the ionic copolymer is a zwitterionic copolymer having a quaternization rate of not less than a specific value and a ratio of anion equivalent to cation equivalent within a predetermined range. An additive sizing agent and an AKD sizing agent are added to a pulp slurry and subjected to wet papermaking.

1.両イオン性共重合体
本発明で用いられる製紙用内添サイズ剤は、疎水性基を有するとともに、カチオン性基の少なくとも一部が4級化されてなる両イオン性共重合体を有効成分とする。これにより、填料として炭酸カルシウムを使用し、硫酸バンドを使用しないか硫酸バンド使用量の少ない中性抄造においても、効率的にサイズ性を付与することできる。しかも、実際の抄造系内に存在するアニオントラッシュとの相互作用が少ない点でも、パルプ繊維に良好に自己定着し、効果的にサイズ性を発現することが期待される。このように、本発明で用いる製紙用内添サイズ剤は、炭酸カルシウム量やアニオントラッシュ量の多い中性抄造条件においても、非常に効率よく優れたサイズ性を付与できるものである。
1. Zwitterionic copolymer The internal sizing agent for papermaking used in the present invention comprises a zwitterionic copolymer having a hydrophobic group and at least a part of the cationic group being quaternized as an active ingredient. To do. Thereby, calcium carbonate is used as a filler, and size properties can be efficiently imparted even in neutral papermaking without using a sulfate band or using a small amount of sulfate band. In addition, it is expected to be well self-fixed to the pulp fiber and effectively exhibit size properties in that the interaction with the anionic trash present in the actual papermaking system is small. As described above, the internal sizing agent for papermaking used in the present invention can impart excellent sizing properties very efficiently even under neutral papermaking conditions with a large amount of calcium carbonate and anion trash.

本発明で用いられる製紙用内添サイズ剤がこのような効果を発現するのは、前記両イオン性共重合体が、パルプに自己定着するとともに炭酸カルシウムと相互作用もする部位を一つのポリマー分子内に持ち、かつ、ポリマー内およびポリマー間でイオン的な錯体を形成しうるからであると推測される。つまり、一分子内に前述の部位を持つことにより、パルプと炭酸カルシウムの効率的な疎水化が可能となり、また、イオン的な錯体を形成することにより、巨大化した分子の集合体の構造を持つことが可能になり、その結果、パルプ繊維への物理的な歩留まりの向上や、アニオントラッシュなどとの相互作用が緩和されることによる自己定着能の向上などが達成されて、効果的なサイズ発現が可能になっていると考えられる。   The internal sizing agent for papermaking used in the present invention exhibits such an effect because the zwitterionic copolymer is a polymer molecule that is self-fixed to pulp and interacts with calcium carbonate. It is presumed that the ionic complex can be formed within and between the polymers. In other words, by having the above-mentioned site in one molecule, it becomes possible to efficiently hydrophobize pulp and calcium carbonate, and by forming an ionic complex, the structure of a huge molecular aggregate can be formed. As a result, it is possible to improve the physical yield to the pulp fiber and to improve the self-fixing ability by relaxing the interaction with anion trash, etc., and effective size It is thought that expression is possible.

具体的には、炭酸カルシウムが存在し、硫酸バンドが存在しないか使用量の少ない中性抄造条件において、炭酸カルシウムの水分散液はその希釈状態やpHによって粒子表面電荷が異なり、また、炭酸カルシウム粒子の分散性向上のためにアニオン性のポリマーが添加される場合があることから、炭酸カルシウムと相互作用させる官能基としては、炭酸カルシウムが正電荷を有するときにはカルボキシル基などのアニオン性基が有効であり、負電荷を有するときにはアミノ基やアンモニウム基といったカチオン性基が有効であると考えられる。そして、スチレン、アルキル基を有する(メタ)アクリレートなどといった疎水部を持ったモノマーに、該モノマーと共重合しやすいカチオン性モノマーおよびアニオン性モノマーをともに共重合させることにより、あらゆる表面電荷状態の炭酸カルシウムと相互作用する両イオン性部位が導入されて、効率よく優れたサイズ性を付与することができると考えられる。   Specifically, in neutral papermaking conditions where calcium carbonate is present and no sulfate band is present or the amount used is small, the calcium carbonate aqueous dispersion has different particle surface charges depending on the dilution state and pH. Since an anionic polymer may be added to improve the dispersibility of the particles, an anionic group such as a carboxyl group is effective as a functional group that interacts with calcium carbonate when the calcium carbonate has a positive charge. When a negative charge is present, a cationic group such as an amino group or an ammonium group is considered effective. Then, a monomer having a hydrophobic part such as styrene or (meth) acrylate having an alkyl group is copolymerized with a cationic monomer and an anionic monomer that are easily copolymerized with the monomer, so that carbon dioxide of any surface charge state is obtained. It is considered that an amphoteric site that interacts with calcium is introduced, and an excellent size can be efficiently imparted.

(単量体成分)
前記両イオン性共重合体は、疎水性モノマー(A)、カチオン性モノマー(B)、およびアニオン性モノマー(C)を必須とする単量体成分を重合して得られるものであることが好ましい。この両イオン性共重合体は、疎水性モノマー(A)に由来する疎水性基と、カチオン性モノマー(B)に由来するカチオン性基と、アニオン性モノマー(C)に由来するアニオン性基とを有するものである。
前記疎水性モノマー(A)としては、スチレン類、(メタ)アクリル酸のC1〜C14アルキルエステル(炭素数1〜14のアルキルのエステル)からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではなく、例えば(メタ)アクリロニトリル等も使用することができる。疎水性モノマー(A)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。なお、本明細書においては、「(メタ)アクリル酸」とはアクリル酸またはメタクリル酸の総称を意味するものである。同様に、「(メタ)アクリル」は「アクリル」または「メタクリル」を、「(メタ)アクリロ」は「アクリロ」または「メタクリロ」を、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート」または「メタクリレート」を、「(メタ)アリル」は「アリル」または「メタリル」を、それぞれ意味する。
(Monomer component)
The amphoteric copolymer is preferably obtained by polymerizing monomer components essentially comprising a hydrophobic monomer (A), a cationic monomer (B), and an anionic monomer (C). . This amphoteric copolymer comprises a hydrophobic group derived from the hydrophobic monomer (A), a cationic group derived from the cationic monomer (B), and an anionic group derived from the anionic monomer (C). It is what has.
The hydrophobic monomer (A) is preferably at least one selected from the group consisting of styrenes and C1-C14 alkyl esters of (meth) acrylic acid (alkyl esters having 1 to 14 carbon atoms). It is not limited to these, For example, (meth) acrylonitrile etc. can also be used. Only one type of hydrophobic monomer (A) may be used, or two or more types may be used. In the present specification, “(meth) acrylic acid” is a generic term for acrylic acid or methacrylic acid. Similarly, “(meth) acryl” means “acryl” or “methacryl”, “(meth) acrylo” means “acrylo” or “methacrylo”, “(meth) acrylate” means “acrylate” or “methacrylate”. , “(Meth) allyl” means “allyl” or “methallyl”, respectively.

前記スチレン類としては、例えば、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、ビニルピリジン等が挙げられる。これらの中でも、スチレンが好ましい。
前記(メタ)アクリル酸のC1〜C14アルキルエステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、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)アクリレートなどの脂肪族炭化水素エステルのほか、脂環系や芳香族系の炭化水素基を含有する(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。これらの中でも、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、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)アクリレートが好ましい。
Examples of the styrenes include styrene, α-methylstyrene, vinyl toluene, ethyl vinyl toluene, chloromethyl styrene, vinyl pyridine, and the like. Among these, styrene is preferable.
As the (meth) C 1 -C 14 alkyl esters of acrylic acid such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n- butyl (meth) acrylate, iso- butyl (meth ) Acrylate, t-butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, and other aliphatic hydrocarbon esters, Examples include (meth) acrylic acid esters containing aromatic hydrocarbon groups. Among these, methyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and lauryl (meth) acrylate are preferable.

前記カチオン性モノマー(B)としては、3級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド、3級アミノ基含有(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではなく、例えば、1〜2級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド、1〜2級アミノ基含有(メタ)アクリレート、4級アンモニウム塩基含有(メタ)アクリルアミド、4級アンモニウム塩基含有(メタ)アクリレート、ジアリルジアルキルアンモニウムハライド等のカチオン性モノマーも使用することができる。カチオン性モノマー(B)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
前記3級アミノ基含有(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、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)アクリルアミドなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
前記3級アミノ基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、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)アクリレートなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
As the cationic monomer (B), at least one selected from the group consisting of tertiary amino group-containing (meth) acrylamide and tertiary amino group-containing (meth) acrylate is preferably used, but is not limited thereto. Rather than, for example, primary or secondary amino group-containing (meth) acrylamide, primary or secondary amino group-containing (meth) acrylate, quaternary ammonium base-containing (meth) acrylamide, quaternary ammonium base-containing (meth) acrylate, diallyl Cationic monomers such as dialkylammonium halides can also be used. Only one type of cationic monomer (B) may be used, or two or more types may be used.
Examples of the tertiary amino group-containing (meth) acrylamide include dialkylaminoalkyl (eg, dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, diethylaminoethyl (meth) acrylamide, diethylaminopropyl (meth) acrylamide) ( And (meth) acrylamide.
Examples of the tertiary amino group-containing (meth) acrylate include dialkylaminoalkyl (eg, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminopropyl (meth) acrylate) ( And (meth) acrylate.

また、前記1〜2級アミノ基含有(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、アミノエチル(メタ)アクリルアミドなどの1級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド;メチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、エチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリルアミドなどの2級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
前記1〜2級アミノ基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、アミノエチル(メタ)アクリレートなどの1級アミノ基含有(メタ)アクリレート;メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの2級アミノ基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。
Examples of the primary or secondary amino group-containing (meth) acrylamide include primary amino group-containing (meth) acrylamides such as aminoethyl (meth) acrylamide; methylaminoethyl (meth) acrylamide, ethylaminoethyl (meta) ) Secondary amino group-containing (meth) acrylamide such as acrylamide and t-butylaminoethyl (meth) acrylamide.
Examples of the primary or secondary amino group-containing (meth) acrylate include primary amino group-containing (meth) acrylates such as aminoethyl (meth) acrylate; methylaminoethyl (meth) acrylate, ethylaminoethyl (meth) acrylate And secondary amino group-containing (meth) acrylates such as t-butylaminoethyl (meth) acrylate.

前記4級アンモニウム塩基含有(メタ)アクリルアミドや前記4級アンモニウム塩基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、前述した3級アミノ基含有(メタ)アクリルアミドまたは3級アミノ基含有(メタ)アクリレートを後述する4級化剤(例えば、塩化メチル、塩化ベンジル、硫酸メチル、エピクロルヒドリンなど)を用いて4級化したモノ4級塩基含有モノマーが挙げられる。具体的には、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリルアミドプロピルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、メタクリロイロキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、アクリロイロキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイルアミノエチルトリメチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイルアミノエチルトリエチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイロキシエチルトリエチルアンモニウムクロリド等が挙げられる。   As the quaternary ammonium base-containing (meth) acrylamide and the quaternary ammonium base-containing (meth) acrylate, for example, the above-described tertiary amino group-containing (meth) acrylamide or tertiary amino group-containing (meth) acrylate will be described later. And mono-quaternary base-containing monomers quaternized with a quaternizing agent (for example, methyl chloride, benzyl chloride, methyl sulfate, epichlorohydrin, etc.). Specifically, acrylamidopropyltrimethylammonium chloride, acrylamidopropylbenzyldimethylammonium chloride, methacryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride, acryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride, (meth) acryloylaminoethyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloyl Aminoethyltriethylammonium chloride, (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloyloxyethyltriethylammonium chloride, etc. are mentioned.

前記アニオン性モノマー(C)としては、α,β−不飽和カルボン酸類、α,β−不飽和スルホン酸類からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。アニオン性モノマー(C)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
前記α,β−不飽和カルボン酸類としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、およびこれらの塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩など)等が挙げられる。
前記α,β−不飽和スルホン酸類としては、例えば、ビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、およびこれらの塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩など)等が挙げられる。
The anionic monomer (C) is preferably at least one selected from the group consisting of α, β-unsaturated carboxylic acids and α, β-unsaturated sulfonic acids, but is not limited thereto. . One type of anionic monomer (C) may be sufficient, and 2 or more types may be sufficient as it.
Examples of the α, β-unsaturated carboxylic acids include (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, citraconic anhydride, and salts thereof (sodium salt, potassium salt). And ammonium salts).
Examples of the α, β-unsaturated sulfonic acids include vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, sulfopropyl (meth) acrylate, 2- (meth) acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid, And salts thereof (sodium salt, potassium salt, ammonium salt, etc.) and the like.

前記単量体成分においては、前記アニオン性モノマー(C)のアニオン当量が前記カチオン性モノマー(B)のカチオン当量の0.1〜90%であることが好ましく、より好ましくは5〜50%、さらに好ましくは5〜20%であるのがよい。つまり、前記単量体成分を重合してなる前記両イオン性共重合体は、カチオン当量が多く、アニオン当量の少ない方がサイズ効果を発現し易いのである。カチオン当量がアニオン当量と近似した値もしくは同じ値であるか、カチオン当量がアニオン当量よりも小さい場合(具体的には、カチオン当量に対するアニオン当量の比率(百分率)が90%を超える場合)、共重合体のアニオン部位とカチオン部位とがイオン的に強く相互作用し過ぎることにより活性なイオン基が減少する。その結果、パルプ繊維へのカチオンの定着作用を低下させたり、疎水部位と親水部位の配向バランスが悪くなったりする等の要因から、効率良くサイズ性を発現しにくくなる傾向があるので、上記比率の範囲のアニオン性モノマー(C)のアニオン当量が必要である。   In the monomer component, the anionic equivalent of the anionic monomer (C) is preferably 0.1 to 90% of the cation equivalent of the cationic monomer (B), more preferably 5 to 50%, More preferably, it is 5 to 20%. That is, the zwitterionic copolymer obtained by polymerizing the monomer component has a larger cation equivalent and a smaller anion equivalent tends to exhibit a size effect. When the cation equivalent is a value approximated or the same as the anion equivalent, or when the cation equivalent is smaller than the anion equivalent (specifically, when the ratio (percentage) of the anion equivalent to the cation equivalent exceeds 90%), Active anionic groups are reduced by excessively ionic interaction between the anion portion and the cation portion of the polymer. As a result, it tends to be difficult to express size efficiently due to factors such as lowering the fixing effect of cations on pulp fibers and worsening the orientation balance between hydrophobic and hydrophilic sites. Anionic equivalents of the anionic monomer (C) in the range are required.

従って、前記単量体成分におけるカチオン当量に対するアニオン当量の比率と同様、単量体成分を重合してなる両イオン性共重合体におけるカチオン当量に対するアニオン当量の比率も、前記と同じ範囲であることが好ましい。例えば、単量体成分の重合がビニル結合によりなされるよう単量体成分を選択した場合など、重合にカチオン性基およびアニオン性基が関与しない場合には、両イオン性共重合体におけるカチオン当量に対するアニオン当量の比率は、単量体成分におけるカチオン当量に対するアニオン当量の比率と一致することとなる。
前記単量体成分における各必須モノマーの含有割合は、カチオン性モノマー(B)のカチオン当量に対するアニオン性モノマー(C)のアニオン当量の比率が前述した範囲になるように設定することが望ましく、それ以外の点では特に制限はない。例えば、単量体成分全量に対して、疎水性モノマー(A)は60〜90重量%程度、カチオン性モノマー(B)は9〜40重量%程度、アニオン性モノマー(C)は1〜10重量%程度であることが好ましい。
Accordingly, the ratio of the anion equivalent to the cation equivalent in the zwitterionic copolymer obtained by polymerizing the monomer component is in the same range as above as well as the ratio of the anion equivalent to the cation equivalent in the monomer component. Is preferred. For example, when the monomer component is selected so that the monomer component is polymerized by a vinyl bond, when the cationic group and the anionic group are not involved in the polymerization, the cation equivalent in the zwitterionic copolymer The ratio of the anion equivalent to the cation is equal to the ratio of the anion equivalent to the cation equivalent in the monomer component.
The content ratio of each essential monomer in the monomer component is desirably set so that the ratio of the anion equivalent of the anionic monomer (C) to the cation equivalent of the cationic monomer (B) is in the range described above. There are no particular restrictions on the points other than. For example, the hydrophobic monomer (A) is about 60 to 90% by weight, the cationic monomer (B) is about 9 to 40% by weight, and the anionic monomer (C) is 1 to 10% by weight with respect to the total amount of the monomer components. % Is preferable.

前記単量体成分は、さらに必要に応じ、前述した疎水性モノマー(A)、カチオン性モノマー(B)、およびアニオン性モノマー(C)のほかに、本発明の効果を損なわない範囲において、その他のモノマーを含有させることもできる。その他のモノマーとしては、例えば、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アミノ基を含有しない水酸基含有(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ノ基を含有しないアミド基含有モノマー、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、メチルビニルエーテル等が挙げられる。その他のモノマーは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。   In addition to the above-described hydrophobic monomer (A), cationic monomer (B), and anionic monomer (C), the monomer component may further include other components as long as the effects of the present invention are not impaired. These monomers can also be included. Examples of other monomers include hydroxyl-containing (meth) acrylates that do not contain amino groups, such as hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxypropyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, dimethyl (meth) acrylamide, and diethyl (meth) ) Amide group-containing monomers not containing amino groups such as acrylamide and iso-propyl (meth) acrylamide, vinyl acetate, vinyl propionate, methyl vinyl ether and the like. Only one type of other monomer may be used, or two or more types may be used.

(重合)
前記単量体成分の重合は、特に制限されるものではなく、例えば、バルク重合、溶液重合、乳化重合等の公知の重合方法を採用することができる。また、各モノマーや開始剤等の仕込み方法も、一括、分割、部分滴下、全量滴下など公知の方法を適宜採用すればよい。また、重合を行う際の媒体(溶媒)も、重合方法等に応じて公知のものから適宜選択すればよい。
前記重合に用いることのできる重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば、アゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤、その他の開始剤を適宜選択すればよい。また、過酸化物と還元剤を併用したレドックス開始剤を用いることもできる。重合開始剤は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。重合開始剤の使用量は、特に限定されず、適宜設定すればよい。
(polymerization)
The polymerization of the monomer component is not particularly limited, and for example, a known polymerization method such as bulk polymerization, solution polymerization, or emulsion polymerization can be employed. In addition, a known method such as batch, division, partial dripping, or total amount dripping may be appropriately adopted as a charging method for each monomer, initiator, and the like. The medium (solvent) for the polymerization may be appropriately selected from known ones according to the polymerization method.
There is no restriction | limiting in particular as a polymerization initiator which can be used for the said superposition | polymerization, For example, what is necessary is just to select an azo polymerization initiator, a peroxide polymerization initiator, and another initiator suitably. Moreover, the redox initiator which used the peroxide and the reducing agent together can also be used. Only 1 type may be used for a polymerization initiator and it may use 2 or more types together. The usage-amount of a polymerization initiator is not specifically limited, What is necessary is just to set suitably.

前記アゾ系重合開始剤としては、例えば、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等が挙げられる。
前記過酸化物系重合開始剤としては、例えば、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の有機過酸化物、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの無機過酸化物等が挙げられる。
前記レドックス開始剤としては、例えば、前述した過酸化物と、亜硫酸ナトリウム、硫酸鉄(II)、塩化鉄(II)、3級アミン類などの還元剤とを併用すればよい。
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-butyl peroxybenzoate, t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, cumene hydroperoxide, and the like. Organic peroxides, inorganic peroxides such as hydrogen peroxide, ammonium persulfate, and potassium persulfate.
As the redox initiator, for example, the above-described peroxide and a reducing agent such as sodium sulfite, iron (II) sulfate, iron (II) chloride, and tertiary amines may be used in combination.

また、前記重合は、粘度上昇を防止して反応を円滑に行うために、必要に応じて、連鎖移動剤の存在下で行うこともできる。連鎖移動剤としては、油溶性、水溶性の連鎖移動剤を適宜選択することができるが、一般的には、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中で重合する場合には水溶性連鎖移動剤が好ましい。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。連鎖移動剤は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。連鎖移動剤の使用量は、特に限定されないが、例えば、単量体成分全量に対して1〜5重量%程度が好ましい。
前記油溶性連鎖移動剤としては、例えば、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;(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、ターピノーレン等が挙げられる。
前記水溶性連鎖移動剤としては、例えば、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、およびこれらの塩などのメルカプタン類;(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、およびこれらの塩などの親水性アリル化合物;エタノールアミン、イソプロピルアルコール等が挙げられる。
In addition, the polymerization can be carried out in the presence of a chain transfer agent as necessary in order to prevent the increase in viscosity and carry out the reaction smoothly. As the chain transfer agent, an oil-soluble and water-soluble chain transfer agent can be appropriately selected. However, in general, when polymerizing in a lipophilic organic solvent, A water-soluble chain transfer agent is preferred when polymerizing in a hydrophilic organic solvent. Further, an oil-soluble chain transfer agent and a water-soluble chain transfer agent may be used in combination. Only 1 type may be used for a chain transfer agent and it may use 2 or more types together. Although the usage-amount of a chain transfer agent is not specifically limited, For example, about 1 to 5 weight% is preferable with respect to the monomer component whole quantity.
Examples of the oil-soluble chain transfer agent include mercaptans such as t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, dodecyl mercaptopropionate; hydrophobic allyl compounds such as (meth) allyl methacrylate; cumene, Examples thereof include carbon tetrachloride, α-methylstyrene dimer, terpinolene and the like.
Examples of the water-soluble chain transfer agent include mercaptans such as mercaptoethanol, thioglycerol, thiomalic acid, thioglycolic acid, and salts thereof; (meth) allyl alcohol, (meth) allylamine, (meth) allylsulfonic acid And hydrophilic allyl compounds such as salts thereof; ethanolamine, isopropyl alcohol and the like.

(4級化)
前記両イオン性共重合体は、そのカチオン性基の少なくとも一部が4級化されてなるものであり、両イオン性共重合体のカチオン性基の4級化率は40モル%以上であることが好ましく、より好ましくは50〜100モル%であるのがよい。4級化率が40モル%未満であると、抄紙pHが高い場合にパルプ繊維と填料(炭酸カルシウム)への効率的な疎水性付与効果が得られないおそれがある。
前記両イオン性共重合体のカチオン性基を4級化するに際しては、前記単量体成分を重合した後に得られた共重合体を4級化剤で4級化してもよいし、前記単量体成分のカチオン性モノマー(B)として4級アンモニウム基含有モノマーを用いて重合するようにしてもよい。
(Quaternization)
The amphoteric copolymer is obtained by quaternizing at least a part of the cationic group, and the quaternization rate of the cationic group of the amphoteric copolymer is 40 mol% or more. It is preferable that the content be 50 to 100 mol%. When the quaternization rate is less than 40 mol%, there is a possibility that an effective hydrophobicity imparting effect to pulp fibers and filler (calcium carbonate) may not be obtained when the papermaking pH is high.
In quaternizing the cationic group of the zwitterionic copolymer, the copolymer obtained after polymerizing the monomer component may be quaternized with a quaternizing agent, You may make it superpose | polymerize using a quaternary ammonium group containing monomer as a cationic monomer (B) of a monomer component.

4級化に際し用いることのできる4級化剤としては、例えば、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等の1種もしくは2種以上が挙げられる。これらの中でも、エピクロルヒドリン、塩化ベンジルが好ましい。   Examples of the quaternizing agent that can be used for quaternization include dimethyl sulfate, dimethyl carbonate, methyl chloride, allyl chloride, benzyl chloride, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, epichlorohydrin, epibromohydrin, and ethylene chloro. Examples thereof include one or more of hydrin, 3-chloro-1,2-propanediol, 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, glycidol, butyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, glycidyl methacrylate, and the like. Among these, epichlorohydrin and benzyl chloride are preferable.

(平均分子量)
前記両イオン性共重合体の重量平均分子量は、10,000〜1,000,000であることが好ましく、より好ましくは30,000〜600,000であるのがよい。重量平均分子量が10,000未満であると、サイズ剤の歩留まりが著しく低下してサイズ効果が得られにくくなる傾向があり、一方、1,000,000を超えると、抄紙の乾燥工程においてサイズ剤が紙中に効率よく拡散されなくなるため、サイズ剤成分が紙中で不均一に存在してサイズ効果が低下するおそれがある。
(Average molecular weight)
The weight-average molecular weight of the zwitterionic copolymer is preferably 10,000 to 1,000,000, and more preferably 30,000 to 600,000. When the weight average molecular weight is less than 10,000, the yield of the sizing agent tends to be remarkably lowered and it becomes difficult to obtain the size effect. On the other hand, when it exceeds 1,000,000, the sizing agent is used in the papermaking drying process. Is not efficiently diffused in the paper, so that the sizing component may be non-uniformly present in the paper and the size effect may be reduced.

(その他)
本発明で用いられる製紙用内添サイズ剤は、前記両イオン性共重合体を有効成分とするものであればよく、例えば、前記両イオン性共重合体そのものであってもよいし、該共重合体を含む溶液または分散液(例えば、前記重合および4級化により得られた反応液など)であってもよい。
(Other)
The internal sizing agent for papermaking used in the present invention only needs to contain the zwitterionic copolymer as an active ingredient. For example, the zwitterionic copolymer itself may be used. It may be a solution or dispersion containing a polymer (for example, a reaction solution obtained by the polymerization and quaternization).

2.アルキルケテンダイマー(AKD)系サイズ剤
本発明で用いられるAKDサイズ剤は、下記一般式(1)(式中、RおよびRは同一でも異なっていてもよい、炭素数8〜36程度(好ましくは12〜30程度、特に好ましくは12〜20)のアルキル基または炭素数8〜36程度(好ましくは12〜30程度、特に好ましくは12〜20)のアルケニル基を示す。)で表されるものが好ましい。当該化合物のRおよび/またはRの炭素数が8未満の場合には、疎水性が小さいので、本発明の所期の目的であるサイズ効果が得られ難くなる傾向にある。また、当該化合物のRおよび/またはRの炭素数が36を越える場合には、サイズ効果が得られ難くなることは特にないが、商業上入手が困難となる。
2. Alkyl ketene dimer (AKD) -based sizing agent The AKD sizing agent used in the present invention has the following general formula (1) (wherein R 1 and R 2 may be the same or different, and have about 8 to 36 carbon atoms ( Preferably, it is represented by an alkyl group having about 12-30, particularly preferably 12-20, or an alkenyl group having about 8-36 carbon atoms (preferably about 12-30, particularly preferably 12-20). Those are preferred. When the number of carbon atoms of R 1 and / or R 2 of the compound is less than 8, the hydrophobicity is small, and the size effect that is the intended purpose of the present invention tends to be difficult to obtain. In addition, when the number of carbon atoms of R 1 and / or R 2 of the compound exceeds 36, it is not particularly difficult to obtain a size effect, but it is difficult to obtain commercially.

(1)

炭素数8〜36程度のアルキル基としては、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘニコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基、ドトリアコンチル基、トリトリアコンチル基、1−オクチル−2−デシル基、1−ヘキシル−2−オクチル基等が挙げられる。また、炭素数8〜36程度のアルケニル基としては、かかる各種のアルキル基の内部に不飽和二重結合を有するアルケニル基が挙げられ、具体的には、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基、ヘニコセニル基、ドコセニル基、トリコセニル基、テトラコセニル基、ペンタコセニル基、ヘキサコセニル基、ヘプタコセニル基、オクタコセニル基、ノナコセニル基、トリアコンテニル基、ドトリアコンテニル基、トリトリアコンテニル基、1−オクチル−2−デセニル基、1−ヘキシル−2−オクテニル基等を例示できる。
(1)

As the alkyl group having about 8 to 36 carbon atoms, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group , Henicosyl group, docosyl group, tricosyl group, tetracosyl group, pentacosyl group, hexacosyl group, heptacosyl group, octacosyl group, nonacosyl group, triacontyl group, dotriacontyl group, tritriacontyl group, 1-octyl-2-decyl group, 1-octyl And a hexyl-2-octyl group. Examples of the alkenyl group having about 8 to 36 carbon atoms include alkenyl groups having an unsaturated double bond inside such various alkyl groups. Specifically, octenyl group, nonenyl group, decenyl group, undecenyl group are exemplified. Group, dodecenyl group, tetradecenyl group, pentadecenyl group, hexadecenyl group, heptadecenyl group, octadecenyl group, nonadecenyl group, icocenyl group, henicocenyl group, dococenyl group, tricocenyl group, tetracocenyl group, pentacocenyl group, hexacocenyl group, heptacocenyl group, heptacocenyl group Nonacosenyl group, triacontenyl group, dotriacontenyl group, tritriacontenyl group, 1-octyl-2-decenyl group, 1-hexyl-2-octenyl group and the like can be exemplified.

AKDサイズ剤の具体例としては、例えばオクチル酸、カプリル酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、エイコサン酸、ベヘニン酸、セロチン酸、ヘントリアコンタン酸等の飽和一塩基酸から誘導されるアルキルケテンダイマー;オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキドン酸等の不飽和一塩基酸から誘導されるアルケニルケテンダイマー;ヤシ油、パーム油、オリーブ油、落花生油、菜種油、硬化牛脂油、ラード等の天然油脂から調製される天然油脂由来ケテンダイマー等が挙げられる。これらの中でもサイズ効果の観点より、ステアリン酸から誘導されたアルキルケテンダイマーおよび/または硬化牛脂油から調製された天然油脂由来ケテンダイマーが好ましい。これらは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the AKD sizing agent include, for example, octylic acid, caprylic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, eicosanoic acid, behenic acid, serotic acid, hentriacontanic acid Alkyl ketene dimers derived from saturated monobasic acids such as alkenyl ketene dimers derived from unsaturated monobasic acids such as oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, eleostearic acid, arachidonic acid; coconut oil, palm oil Natural oil-derived ketene dimers prepared from natural oils such as olive oil, peanut oil, rapeseed oil, hydrogenated beef oil, lard, and the like. Among these, from the viewpoint of the size effect, alkyl ketene dimers derived from stearic acid and / or natural fat-derived ketene dimers prepared from hydrogenated beef tallow oil are preferred. These can be used in combination of two or more.

3.印刷用紙
本発明の印刷用紙は、前記両イオン性共重合体およびAKDサイズ剤をパルプスラリーに添加し、これを湿式抄造することにより製造される。
(添加量)
本発明における両イオン性共重合体の対パルプ絶乾重量当たりの添加量としては、通常0.05〜0.4重量部含有することが好ましく、より好ましくは0.1〜0.3重量部である。また、AKDサイズ剤の添加量は、対パルプ絶乾重量当たり0.05〜0.15重量部含有することが好ましく、より好ましくは0.05〜0.12重量部である。共重合体とAKDサイズ剤との使用割合は、共重合体1重量部に対してAKDサイズ剤0.1〜3重量部とすることが好ましく、より好ましくは0.1〜2重量部である。AKDサイズ剤の割合が少なすぎるとサイズ効果が発現せず、また、AKDサイズ剤の割合が多すぎるとサイズプレスの吸液量が増加し、アフタードライヤーの乾燥負荷が増大することから抄速が低下し、また、摩擦係数が著しく低下すると共に抄紙機の汚れが問題となり経済的に不利である。なお、両イオン性共重合体とAKDは別個に添加しても良いし、あらかじめ混合しておいてもよい。また、両イオン性共重合体とAKDの添加順は、どちらが先でも良い。
3. Printing paper The printing paper of the present invention is produced by adding the amphoteric copolymer and the AKD sizing agent to a pulp slurry and wet-making it.
(Addition amount)
As the addition amount of the amphoteric copolymer per pulp dry weight in the present invention, it is usually preferably 0.05 to 0.4 parts by weight, more preferably 0.1 to 0.3 parts by weight. It is. The amount of the AKD sizing agent added is preferably 0.05 to 0.15 parts by weight, more preferably 0.05 to 0.12 parts by weight, based on the absolute dry weight of the pulp. The use ratio of the copolymer and the AKD sizing agent is preferably 0.1 to 3 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight with respect to 1 part by weight of the copolymer. . If the proportion of the AKD sizing agent is too small, the size effect does not appear, and if the proportion of the AKD sizing agent is too large, the liquid absorption amount of the size press increases and the drying load of the after dryer increases. In addition, the friction coefficient is remarkably lowered, and the paper machine becomes dirty, which is disadvantageous economically. The amphoteric copolymer and AKD may be added separately or may be mixed in advance. Further, the order of addition of the zwitterionic copolymer and AKD may be any first.

本発明において優れた効果が得られる理由は次のように推察される。AKDサイズ剤は、紙中灰分の高い条件下に適するサイズ剤である。しかし、AKDサイズ剤は、摩擦係数を低下させ、また、サイズ度の立ち上がりが遅いため、サイズプレス吸液量が増加しやすい。一方、本発明で用いられる製紙用内添サイズ剤は、サイズ性に関してはAKDサイズ剤には及ばないものの、摩擦係数を低下させることなく、サイズプレス吸液量も増加せずにサイズ性を向上させることができる。そこで、AKDサイズ剤と製紙用内添サイズ剤とを適切な割合で併用して添加することで、サイズ性が高く、サイズ性の立ち上がりが早い、摩擦係数に優れた印刷用紙が得られると考えられる。また、AKDサイズ剤は、疎水性の非常に高い炭素数18前後の直鎖アルキル基を疎水基として持つ。また、AKDサイズ剤は、カチオン性澱粉などのプラス電荷を有する水溶性高分子を保護コロイドとして水中に分散させ、エマルションにして用いられる。そのため、アニオン基を有するパルプ繊維に吸着しやすい。一方、製紙用内添サイズ剤は、両イオン性共重合体を有効成分とすることにより、パルプ繊維に自己定着するとともに、炭酸カルシウムなどの填料と相互作用もする部位を一つのポリマー分子内に持つため、このような製紙用内添サイズ剤とAKDサイズ剤とを併用することで、より繊維表面を均一にサイズ性付与物質が被覆することができるため、高いサイズ性を得られるものと考えられる。   The reason why an excellent effect is obtained in the present invention is presumed as follows. The AKD sizing agent is a sizing agent that is suitable under conditions with high ash content in paper. However, the AKD sizing agent lowers the coefficient of friction, and the rise in sizing degree is slow, so the size press liquid absorption is likely to increase. On the other hand, the paper additive sizing agent used in the present invention is not as good as the AKD sizing agent in terms of sizing properties, but improves the sizing property without reducing the friction coefficient and increasing the size press liquid absorption. Can be made. Therefore, it is considered that by adding the AKD sizing agent and the paper additive sizing agent together in an appropriate ratio, a printing paper having a high sizing property, a fast sizing property, and an excellent friction coefficient can be obtained. It is done. The AKD sizing agent has a linear alkyl group having about 18 carbon atoms, which is very hydrophobic, as a hydrophobic group. The AKD sizing agent is used as an emulsion by dispersing a water-soluble polymer having a positive charge such as cationic starch in water as a protective colloid. Therefore, it is easy to adsorb to pulp fibers having an anionic group. On the other hand, the internal sizing agent for papermaking uses a zwitterionic copolymer as an active ingredient, so that a part that self-fixes to pulp fibers and interacts with a filler such as calcium carbonate in one polymer molecule. Therefore, the combined use of such an internal sizing agent for papermaking and an AKD sizing agent allows the fiber surface to be more uniformly coated with a sizing agent, so that high sizing properties can be obtained. It is done.

(パルプ)
前記パルプスラリーを構成するパルプ繊維は、特に制限はなく、NBKP、LBKPなどの木材パルプ;TMPやGPなどの機械パルプ;脱墨パルプ(DIP)等の製紙用に通常使用されるもののほか、リンターパルプ、麻、バガス、ケナフ、エスパルト草、ワラなどの非木材パルプ;レーヨン、アセテートなどの半合成繊維;ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステルなどの合成繊維等を、あるいはこれらの混合物を使用できる。
(pulp)
The pulp fiber constituting the pulp slurry is not particularly limited, and wood pulp such as NBKP and LBKP; mechanical pulp such as TMP and GP; and those usually used for paper making such as deinked pulp (DIP), linter Non-wood pulp such as pulp, hemp, bagasse, kenaf, esparto grass, and straw; semi-synthetic fibers such as rayon and acetate; synthetic fibers such as polyolefin, polyamide, and polyester, or a mixture thereof can be used.

(填料)
前記パルプスラリーには填料を配合することができる。填料としては、酸性抄紙あるいは中性抄紙において一般に使用されている填料であればよく、特に限定されるものではない。例えば、中性抄紙では、クレー、シリカ、カオリン、焼成カオリン、デラミカオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛などの無機填料、尿素−ホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、微小中空粒子等の有機填料が単独でまたは適宜2種類以上を組み合わせて使用される。また、製紙スラッジや脱墨フロス等を原料とした再生填料も使用することができる。本発明では、両イオン性共重合体が炭酸カルシウムへの作用に優れていること、炭酸カルシウムが安価であり且つ光学特性に優れていることから、炭酸カルシウムを使用することが好ましい。炭酸カルシウムとしては、炭酸カルシウム−シリカ複合物(特開2003−212539号公報あるいは特開2005−219945号公報等に記載の軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物)も使用可能である。また酸性抄紙では、前記中性抄紙で使用する填料から、酸溶解性のものを除いた填料が使用され、その単独または適宜2種類以上を組み合わせて使用される。填料の配合量としては、不透明度等の点から、パルプ重量に対して2〜30重量%が好ましい。
(Filler)
A filler can be blended in the pulp slurry. The filler is not particularly limited as long as it is a filler generally used in acidic papermaking or neutral papermaking. For example, for neutral papermaking, clay, silica, kaolin, calcined kaolin, deramikaolin, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, titanium dioxide, zinc oxide, silicon oxide, amorphous silica, hydroxylated Inorganic fillers such as aluminum, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, and zinc hydroxide, and organic fillers such as urea-formalin resin, polystyrene resin, phenol resin, and fine hollow particles are used alone or in appropriate combination of two or more. . In addition, recycled fillers made from papermaking sludge, deinking floss, etc. can also be used. In the present invention, it is preferable to use calcium carbonate because the amphoteric copolymer is excellent in action on calcium carbonate, and calcium carbonate is inexpensive and excellent in optical properties. As calcium carbonate, a calcium carbonate-silica composite (light calcium carbonate-silica composite described in JP2003-212539A or JP2005-219945A) can also be used. In acidic papermaking, a filler obtained by removing acid-soluble ones from the filler used in the neutral papermaking is used, and these are used alone or in appropriate combination of two or more. As a compounding quantity of a filler, 2-30 weight% is preferable with respect to pulp weight from points, such as opacity.

また、本発明では、JIS P 8251、ISO 1762に準拠して測定される紙中灰分が10%以上であることが望ましい。紙中灰分が10%以上であると、比較的低分子量の既存サイズ剤は、比表面積が大きい填料に吸着されてしまい、サイズ性を確保しにくくなることから大量の添加が必要となり、それに伴う弊害が大きくなるためである。   Moreover, in this invention, it is desirable for the ash content in paper measured based on JISP8251 and ISO 1762 to be 10% or more. When the ash content in the paper is 10% or more, the existing sizing agent having a relatively low molecular weight is adsorbed by the filler having a large specific surface area, and it becomes difficult to ensure the size property. This is because harmful effects are increased.

(その他添加剤)
前記パルプスラリーには、本発明の効果を阻害しない範囲で、カチオン化デンプン、アクリルアミド系共重合体(PAM系ポリマー)、PVA系ポリマーなどの紙力剤、硫酸アルミニウム、ロジン系樹脂などのサイズ剤、濾水剤、歩留り向上剤、耐水化剤、蛍光染料あるいは紫外線防止剤などの各種薬品を添加できることは言うまでもない。特に蛍光染料は、白色度を高めるために好ましく用いられる。
(Other additives)
In the pulp slurry, sizing agents such as cationized starch, acrylamide copolymer (PAM polymer), paper strength agent such as PVA polymer, aluminum sulfate, and rosin resin, as long as the effects of the present invention are not impaired. Needless to say, various chemicals such as a filtering agent, a yield improver, a water-proofing agent, a fluorescent dye, or an ultraviolet ray preventing agent can be added. In particular, fluorescent dyes are preferably used to increase whiteness.

(抄紙方法)
本発明の印刷用紙は、特に、中性抄造により得られる中性抄紙であることが、本発明の効果を有意に発揮させることができる点で好ましい。
抄紙機の型式は特に限定は無く、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、ギャップフォーマー抄紙機、ヤンキー抄紙機等で適宜抄紙できる。プレス線圧は通常の操業範囲内で用いられる。表面処理剤は塗布しても良いし、しなくても良い。表面処理剤を塗布する場合、表面処理剤の成分には特に限定は無く、またサイズプレスの型式も限定はなく、2ロールサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、シムサイザーのような液膜転写方式サイズプレスなどを適宜用いることができる。カレンダーは通常の操業範囲内の線圧で用いられる。またソフトカレンダーも好ましい。
(Paper making method)
In particular, the printing paper of the present invention is preferably a neutral paper obtained by neutral papermaking because the effects of the present invention can be exhibited significantly.
The type of the paper machine is not particularly limited, and it can be appropriately made with a long net paper machine, a twin wire paper machine, a gap former paper machine, a Yankee paper machine, or the like. The press line pressure is used within the normal operating range. The surface treatment agent may or may not be applied. When the surface treatment agent is applied, there are no particular limitations on the components of the surface treatment agent, and the size press type is also not limited, and a liquid film transfer type size press such as a two-roll size press, a gate roll size press, or a shim sizer. Etc. can be used as appropriate. The calendar is used at a linear pressure within the normal operating range. A soft calendar is also preferred.

表面処理剤としては例えば、生澱粉や、酸化澱粉、エステル化澱粉、カチオン化澱粉、酵素変性澱粉、アルデヒド化澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉などの変性澱粉、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコールなどの変性アルコール、スチレンブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミドなどを単用又は併用できる。その中でも表面強度向上効果にすぐれるヒドロキシエチル化澱粉が好ましい。また、表面処理剤には前記の薬剤の他に、スチレンアクリル酸、スチレンマレイン酸、オレフィン系化合物、カチオン性サイズ剤などの表面サイズ剤を併用塗布することができる。   Examples of the surface treatment agent include raw starch, oxidized starch, esterified starch, cationized starch, enzyme-modified starch, aldehyde-modified starch, hydroxyethylated starch and other modified starches, and cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, and methylcellulose. , Polyvinyl alcohol, modified alcohol such as carboxyl-modified polyvinyl alcohol, styrene-butadiene copolymer, polyvinyl acetate, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyacrylate ester, polyacrylamide, etc. Or can be used together. Of these, hydroxyethylated starch is preferred because of its excellent effect of improving surface strength. In addition to the above-mentioned agents, surface sizing agents such as styrene acrylic acid, styrene maleic acid, olefinic compounds, and cationic sizing agents can be applied to the surface treatment agent.

(種類、用途)
本発明の印刷用紙の種類は、任意であって特段の制限はなく、例えば、上質または中質印刷用紙、新聞用紙、アート紙、キャストコート紙等の原紙、PPC用紙、インクジェット記録用紙、レーザープリンター用紙、感熱記録用紙、感圧記録用紙等の記録用紙などが挙げられる。
(Type, application)
The type of the printing paper of the present invention is arbitrary and is not particularly limited. For example, high-quality or medium-quality printing paper, newsprint paper, art paper, base paper such as cast coated paper, PPC paper, ink jet recording paper, laser printer Examples thereof include recording paper such as paper, thermal recording paper, and pressure-sensitive recording paper.

以下、本発明を、実施例を挙げて説明するが、当然のことながら、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、例中、部および%は、特に断らない限り、それぞれ重量部及び重量%を示す。また、薬品添加率については、特に指定が無い場合は、固形分の添加率を示す。有姿と指定している場合は、固形分ではなく薬品そのものの添加率を示す。例えば1%濃度の薬品を固形分で0.2%添加する場合、有姿では20%添加となる。
なお、以下の実施例および比較例において、共重合体の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより下記の条件で測定した。
カラム:昭和電工(株)製「Asahipak GF−7M HQ」、「Asahipak GF−310 HQ」
機器:昭和電工(株)製「GPC SYSTEM−21H」
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, naturally this invention is not limited to these. In the examples, “parts” and “%” respectively represent “parts by weight” and “% by weight” unless otherwise specified. In addition, the chemical addition rate indicates the solid content addition rate unless otherwise specified. When it is designated as solid, it indicates the addition rate of the chemical itself, not the solid content. For example, when 0.2% of a 1% chemical is added as a solid content, 20% is added in solid form.
In the following examples and comparative examples, the weight average molecular weight of the copolymer was measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
Column: “Asahipak GF-7M HQ” manufactured by Showa Denko Co., Ltd., “Asahipak GF-310 HQ”
Equipment: “GPC SYSTEM-21H” manufactured by Showa Denko KK

<評価方法>
得られた印刷用紙を下記の方法により評価し、結果を表1に示す。
・ステキヒトサイズ度:JIS P 8122に準拠して測定した。
・摩擦係数:デカーラー(紙の巻き癖を直す装置)で処理後、A4サイズに断裁した用紙をISO 15359に準拠して静摩擦係数、動摩擦係数を測定した。
・サイズプレス吸液量:2ロールサイズプレスにおける吸液量を測定した。
<Evaluation method>
The obtained printing paper was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 1.
-Steffith sizing degree: Measured according to JIS P 8122.
-Friction coefficient: The static friction coefficient and the dynamic friction coefficient of the paper cut into A4 size after processing with a decurler (an apparatus for correcting the curl of paper) were measured according to ISO 15359.
-Size press liquid absorption: The liquid absorption in a 2-roll size press was measured.

<両イオン性共重合体の合成例>
(1)合成例1
疎水性モノマーとしてスチレン30重量部、ブチルアクリレート50重量部、カチオン性モノマーとしてジメチルアミノエチルメタクリレート15重量部、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド3重量部、アニオン性モノマーとしてメタクリル酸1重量部、イタコン酸1重量部からなる単量体成分と、連鎖移動剤としてt−ドデシルメルカプタン2重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン50重量部とを4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱した後、開始剤としてベンゾイルパーオキサイド2.5重量部を加え、次いで90℃で3時間重合させた。次に、水300重量部および90%酢酸水7.7重量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させた。その後、85℃で4級化剤としてエピクロルヒドリン8.5重量部を添加して同温度で3時間反応させた。このとき、反応後の反応液は完全に水溶化していた。次いで、冷却し、水で希釈して、疎水性基を有する両イオン性共重合体を含む固形分20重量%の水溶液を得、これを製紙用内添サイズ剤(1)とした。 なお、単量体成分におけるアニオン性モノマーのアニオン当量をカチオン性モノマーのカチオン当量に対する比率(百分率)で示すと24%、また、得られた内添サイズ剤中の共重合体について、そのカチオン性基の4級化率は80モル%、重量平均分子量は26×10であった。
<Synthesis example of amphoteric copolymer>
(1) Synthesis example 1
30 parts by weight of styrene as a hydrophobic monomer, 50 parts by weight of butyl acrylate, 15 parts by weight of dimethylaminoethyl methacrylate, 3 parts by weight of dimethylaminopropylacrylamide, 1 part by weight of methacrylic acid as an anionic monomer, 1 part by weight of itaconic acid Into a four-necked flask, 2 parts by weight of t-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent and 50 parts by weight of methyl isobutyl ketone as a solvent were heated to 85 ° C., and then benzoylpar as an initiator. 2.5 parts by weight of oxide was added, followed by polymerization at 90 ° C. for 3 hours. Next, 300 parts by weight of water and 7.7 parts by weight of 90% aqueous acetic acid were added to make it water-soluble, and then heated to distill off methyl isobutyl ketone. Thereafter, 8.5 parts by weight of epichlorohydrin was added as a quaternizing agent at 85 ° C. and reacted at the same temperature for 3 hours. At this time, the reaction solution after the reaction was completely water-soluble. Next, the mixture was cooled and diluted with water to obtain an aqueous solution having a solid content of 20% by weight containing a zwitterionic copolymer having a hydrophobic group, and this was used as an internal sizing agent for papermaking (1). In addition, when the anion equivalent of the anionic monomer in the monomer component is expressed as a ratio (percentage) with respect to the cation equivalent of the cationic monomer, the cationic content of the copolymer in the obtained internal sizing agent is 24%. The quaternization ratio of the group was 80 mol%, and the weight average molecular weight was 26 × 10 4 .

(2)合成例2
疎水性モノマーとしてスチレン50重量部、ブチルメタクリレート26重量部、カチオン性モノマーとしてジメチルアミノエチルメタクリレート15重量部、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド6重量部、アニオン性モノマーとしてメタクリル酸1重量部、アクリル酸1重量部、無水マレイン酸1重量部からなる単量体成分と、連鎖移動剤としてチオグリコール酸1.5重量部と、溶媒としてイソプロパノール50重量部とを4つ口フラスコに入れ、85℃まで加熱した後、開始剤として2,2−アゾビスイソブチロニトリル2.5重量部を加え、次いで90℃で3時間重合させた。次に、水300重量部および90%酢酸水9重量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させた。その後、85℃で4級化剤としてジメチル硫酸13.5重量部を添加して同温度で3時間反応させた。このとき、反応後の反応液は完全に水溶化していた。次いで、冷却し、水で希釈して、疎水性基を有する両イオン性共重合体を含む固形分20重量%の水溶液を得、これを製紙用内添サイズ剤(2)とした。 なお、単量体成分におけるアニオン性モノマーのアニオン当量をカチオン性モノマーのカチオン当量に対する比率(百分率)で示すと34%、また、得られた内添サイズ剤中の共重合体について、そのカチオン性基の4級化率は80モル%、重量平均分子量は35×10であった。
(2) Synthesis example 2
50 parts by weight of styrene as a hydrophobic monomer, 26 parts by weight of butyl methacrylate, 15 parts by weight of dimethylaminoethyl methacrylate, 6 parts by weight of dimethylaminopropyl acrylamide, 1 part by weight of methacrylic acid as an anionic monomer, 1 part by weight of acrylic acid A monomer component consisting of 1 part by weight of maleic anhydride, 1.5 parts by weight of thioglycolic acid as a chain transfer agent, and 50 parts by weight of isopropanol as a solvent are placed in a four-necked flask and heated to 85 ° C. Then, 2.5 parts by weight of 2,2-azobisisobutyronitrile was added as an initiator, followed by polymerization at 90 ° C. for 3 hours. Next, 300 parts by weight of water and 9 parts by weight of 90% aqueous acetic acid were added to make the solution water-soluble, and then distilled by heating to distill off isopropanol. Thereafter, 13.5 parts by weight of dimethylsulfuric acid as a quaternizing agent was added at 85 ° C. and reacted at the same temperature for 3 hours. At this time, the reaction solution after the reaction was completely water-soluble. Next, the mixture was cooled and diluted with water to obtain an aqueous solution having a solid content of 20% by weight containing a zwitterionic copolymer having a hydrophobic group, and this was used as an internal sizing agent (2) for papermaking. In addition, when the anion equivalent of the anionic monomer in the monomer component is expressed as a ratio (percentage) to the cation equivalent of the cationic monomer, it is 34%, and the copolymer in the obtained internally added sizing agent has its cationic property. The quaternization ratio of the group was 80 mol%, and the weight average molecular weight was 35 × 10 4 .

<印刷用紙の製造例1>
[実施例1]
フリーネスを420mLに調整した原料パルプ(LBKP100%)に対し、対パルプ固形分に対し有姿0.5%の液体硫酸バンド、対パルプ固形分0.5%のカチオン変性澱粉、対パルプ固形分0.05%の合成例1で得られた製紙用内添サイズ剤(1)、対パルプ固形分20%の炭酸カルシウム(奥多摩工業社製「TP−121」)、対パルプ固形分0.15%のAKDサイズ剤(ハリマ化成社製「AK−720H」)、対パルプ固形分100ppmの歩留まり向上剤を順次添加し、紙料を調製した。この紙料を、オントップ型ツインワイヤー抄紙機を用いて抄紙速度1200m/分で抄紙して印刷用紙(坪量64g/m、紙中灰分15%)を得た。
<Printing paper production example 1>
[Example 1]
For raw pulp (LBKP 100%) with freeness adjusted to 420 mL, 0.5% liquid sulfuric acid band with respect to pulp solids, cation-modified starch with 0.5% pulp solids, 0% pulp solids .05% internal sizing agent for papermaking (1) obtained in Synthesis Example 1, calcium carbonate with a solid content of 20% to pulp ("TP-121" manufactured by Okutama Kogyo Co., Ltd.), 0.15% with respect to a solid content of pulp AKD sizing agent (“AK-720H” manufactured by Harima Kasei Co., Ltd.) and a yield improver having a solid content of 100 ppm to pulp were sequentially added to prepare a paper stock. This stock was made using an on-top type twin wire paper machine at a paper making speed of 1200 m / min to obtain a printing paper (basis weight 64 g / m 2 , ash content in paper 15%).

[実施例2]
製紙用内添サイズ剤(1)を、対パルプ固形分0.2%添加し、AKDサイズ剤を対パルプ0.1%添加した以外は、実施例1と同様に印刷用紙を得た。
[Example 2]
Printing paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.2% of the solid additive for papermaking (1) was added to the solid content of 0.2% and 0.1% of the AKD sizing agent was added to the pulp.

[実施例3]
製紙用内添サイズ剤(1)を、対パルプ固形分0.35%添加し、AKDサイズ剤を対パルプ0.05%添加した以外は、実施例1と同様に印刷用紙を得た。
[Example 3]
A printing paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that the internal sizing agent for papermaking (1) was added in an amount of 0.35% to pulp solids and 0.05% of the AKD sizing agent was added to pulp.

[実施例4]
製紙用内添サイズ剤(1)に代えて合成例2で得られた製紙用内添サイズ剤(2)を、対パルプ固形分0.05%添加し、AKDサイズ剤を対パルプ0.15%添加した以外は、実施例1と同様に印刷用紙を得た。
[Example 4]
Instead of the internal sizing agent for papermaking (1), the internal sizing agent for papermaking (2) obtained in Synthesis Example 2 was added at 0.05% solid content to pulp, and the AKD sizing agent was added to 0.15 pulp. Printing paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that% was added.

[実施例5]
製紙用内添サイズ剤(1)に代えて合成例2で得られた製紙用内添サイズ剤(2)を、対パルプ固形分0.2%添加し、AKDサイズ剤を対パルプ0.1%添加した以外は、実施例1と同様に印刷用紙を得た。
[Example 5]
Instead of the paper additive sizing agent (1), the paper additive sizing agent (2) obtained in Synthesis Example 2 was added at 0.2% solids to pulp, and the AKD sizing agent was added to pulp 0.1. Printing paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that% was added.

[実施例6]
製紙用内添サイズ剤(1)に代えて合成例2で得られた製紙用内添サイズ剤(2)を、対パルプ固形分0.35%添加し、AKDサイズ剤を対パルプ0.05%添加した以外は、実施例1と同様に印刷用紙を得た。
[Example 6]
Instead of the internal sizing agent for papermaking (1), the internal sizing agent for papermaking (2) obtained in Synthesis Example 2 was added to a solid content of 0.35% to pulp, and the AKD sizing agent was added to 0.05 to pulp. Printing paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that% was added.

[比較例1]
製紙用内添サイズ剤(1)を、対パルプ固形分0.3%添加し、AKDサイズ剤を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様に印刷用紙を得た。
[Comparative Example 1]
A printing paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that the internal additive sizing agent (1) for papermaking was added with 0.3% solid content of pulp and no AKD sizing agent was added.

[比較例2]
製紙用内添サイズ剤を添加せず、AKDサイズ剤を対パルプ固形分0.1%添加した以外は、実施例1と同様に印刷用紙を得た。
[Comparative Example 2]
A printing paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that the internal sizing agent for papermaking was not added and the AKD sizing agent was added to the pulp solid content of 0.1%.

[比較例3]
製紙用内添サイズ剤を添加せず、AKDサイズ剤を対パルプ固形分0.2%添加した以外は、実施例1と同様に印刷用紙を得た。
[Comparative Example 3]
A printing paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that the internal sizing agent for papermaking was not added and the AKD sizing agent was added to the solid content of 0.2% to pulp.

[比較例4]
製紙用内添サイズ剤を添加せず、代わりに中性ロジンサイズ剤を対パルプ固形分0.2%添加し、AKDサイズ剤を対パルプ固形分0.1%添加した以外は、実施例1と同様に印刷用紙を得た。
[Comparative Example 4]
Example 1 except that the internal sizing agent for papermaking was not added, instead a neutral rosin sizing agent was added to the pulp solid content of 0.2%, and an AKD sizing agent was added to the pulp solid content of 0.1%. A printed paper was obtained in the same manner.

表1から次のようなことが示される。
なお、本発明において、サイズ性は、サイズプレス吸液量から55ml/m以下で良好、56〜59ml/mで悪く、60ml/m以上で非常に悪いと判断し、サイズ性のステキヒトサイズ度は、30〜50秒で非常に良好、20〜29秒で良好、9〜19秒で悪く、0〜9秒で非常に悪いと判断し、更に、静摩擦係数は0.55〜0.75、動摩擦係数は0.40〜0.55であることが望ましく、それ以上でもそれ以下でも問題があると判断したが、具体的には、摩擦係数が低くなったことで紙が滑りやすくなり、用紙断裁時に紙が揃わなくなり、コピー機での搬送性に問題が生じる。
Table 1 shows the following.
In the present invention, the size of the size press liquid absorption amount from 55 ml / m 2 good below poor in 56~59ml / m 2, very determined bad in 60 ml / m 2 or more, the size of nice The human sizing degree was determined to be very good at 30 to 50 seconds, good at 20 to 29 seconds, bad at 9 to 19 seconds, and very bad at 0 to 9 seconds, and the coefficient of static friction was 0.55 to 0. .75, the coefficient of dynamic friction is preferably 0.40 to 0.55, and it was judged that there was a problem with the coefficient of friction being more or less than that, but specifically, the paper was slippery due to the lower coefficient of friction. Therefore, the paper is not aligned when the paper is cut, which causes a problem in the transportability in the copying machine.

(1)実施例1〜6は、サイズプレス吸液量が良好で、ステキヒトサイズ度が非常に良好で、静及び動摩擦係数が望ましい値であるから、サイズ性が良好で摩擦係数の低下抑制が優れていることが示されている。
(2)例えば、サイズプレス吸液量に関して、比較例2〜4のサイズプレス吸液量は56ml/m以上であるのに対して、実施例1〜6のそれが55ml/m以下であるから、実施例1〜6はサイズプレス吸液量が良好であることを示している。
(3)ステキヒトサイズ度に関して、比較例1、2及び4のステキヒトサイズ度は17〜24秒の範囲であるのに対して、実施例1〜6のそれは31〜35秒の範囲であることか
ら、実施例1〜6はサイズ性に優れることを示している。そして、実施例1(両イオン性共重合体とAKDサイズ剤との合計で0.2%)と比較例3(AKDサイズ剤を0.2%)を比較すると、両者のサイズ剤添加率は同等であるが、比較例3の静及び動摩擦係数は0.51、0.31であるのに対して、実施例1のそれは0.55、0.41であることから、原紙に両イオン性共重合体とAKDサイズ剤を配合することで、摩擦係数の低下を抑制できることを示している。
(4)実施例1〜6の静摩擦係数は0.55〜0.58の範囲にあり、実施例1〜6の動摩擦係数は0.41〜0.46の範囲にあるので、実施例1〜6はその静及び動摩擦係数値が望ましい値を示しているから、摩擦係数の低下が抑制されていることを示している。
(1) Examples 1 to 6 have a good size press water absorption, a very good Steecht sizing degree, and desirable static and dynamic friction coefficients. Has been shown to be excellent.
(2) For example, regarding the size press liquid absorption amount, the size press liquid absorption amount of Comparative Examples 2 to 4 is 56 ml / m 2 or more, while that of Examples 1 to 6 is 55 ml / m 2 or less. Therefore, Examples 1 to 6 indicate that the size press liquid absorption is good.
(3) With respect to the degree of sizing, the sizing degree of Comparative Examples 1, 2, and 4 is in the range of 17-24 seconds, whereas that of Examples 1-6 is in the range of 31-35 seconds. Therefore, Examples 1 to 6 are excellent in size. And when Example 1 (0.2% in total of an amphoteric copolymer and an AKD sizing agent) is compared with Comparative Example 3 (AKD sizing agent is 0.2%), the sizing agent addition ratio of both is Although equivalent, the static and dynamic friction coefficients of Comparative Example 3 are 0.51 and 0.31, while those of Example 1 are 0.55 and 0.41, so the base paper is zwitterionic. It has shown that the fall of a friction coefficient can be suppressed by mix | blending a copolymer and an AKD sizing agent.
(4) The static friction coefficients of Examples 1 to 6 are in the range of 0.55 to 0.58, and the dynamic friction coefficients of Examples 1 to 6 are in the range of 0.41 to 0.46. No. 6 shows that the static and dynamic friction coefficient values are desirable values, so that the reduction of the friction coefficient is suppressed.

以上の実施例1〜6及び比較例1〜4の結果から、本発明の印刷用紙は、填料として炭酸カルシウムを使用し、硫酸バンドを使用しないか硫酸バンド使用量が少ない中性抄造においても、原紙に疎水性基を有するとともにカチオン性基の少なくとも一部が4級化されてなる両イオン性共重合体を有効成分とする製紙用内添サイズ剤、およびAKDサイズ剤を含有することで、優れたサイズ性を付与できるとともに、サイズプレスでの吸液量が増加することなく、摩擦係数の低下抑制に優れた印刷用紙が得られているから、上述した本発明の課題を達成していることは明らかである。   From the results of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 described above, the printing paper of the present invention uses calcium carbonate as a filler, and in neutral papermaking that does not use a sulfate band or uses a small amount of sulfate band, By containing an internal sizing agent for papermaking having an active ingredient a zwitterionic copolymer having a hydrophobic group on the base paper and at least a part of the cationic group being quaternized, and an AKD sizing agent, A printing paper that can give excellent sizing properties and is excellent in suppressing the decrease in the friction coefficient without increasing the liquid absorption amount in the size press has been achieved, so the above-described problems of the present invention have been achieved. It is clear.

Claims (4)

原紙にサイズ剤と填料を含有する印刷用紙であって、
前記サイズ剤が疎水性基を有するとともにカチオン性基の少なくとも一部が4級化されてなる両イオン性共重合体を有効成分とする製紙用内添サイズ剤、およびアルキルケテンダイマー系サイズ剤であることを特徴とする印刷用紙。
Printing paper containing sizing agent and filler on the base paper,
An internal sizing agent for papermaking and an alkyl ketene dimer-based sizing agent comprising a zwitterionic copolymer in which the sizing agent has a hydrophobic group and at least a part of the cationic group is quaternized. Printing paper characterized by being.
前記両イオン性共重合体が疎水性モノマー(A)、カチオン性モノマー(B)、およびアニオン性モノマー(C)を必須とし、かつ前記モノマー(C)のアニオン当量が前記モノマー(B)のカチオン当量の0.1〜90%である単量体成分を重合して得られるものであり、そのカチオン性基の4級化率が40モル%以上であることを特徴とする請求項1記載の印刷用紙。   The zwitterionic copolymer essentially comprises a hydrophobic monomer (A), a cationic monomer (B), and an anionic monomer (C), and the anion equivalent of the monomer (C) is a cation of the monomer (B) The quaternization ratio of the cationic group is 40 mol% or more, which is obtained by polymerizing a monomer component having an equivalent amount of 0.1 to 90%. Printing paper. 前記両イオン性共重合体1重量部に対してアルキルケテンダイマー系サイズ剤を0.1〜3重量部含有することを特徴とする請求項1または2記載の印刷用紙。   The printing paper according to claim 1 or 2, comprising 0.1 to 3 parts by weight of an alkyl ketene dimer sizing agent with respect to 1 part by weight of the zwitterionic copolymer. 前記填料が炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の印刷用紙。
The printing paper according to claim 1, wherein the filler is calcium carbonate.
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