JP2010255161A - 製紙用表面塗工液ならびに紙 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】疎水性モノマー(a1)ならびに(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルエステル(a2)および/または(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルアミド(a3)を(a1):〔(a2)+(a3)〕=15〜90:85〜10重量%の比率で含有するカチオン性水溶性ポリマー(A)、水溶性アルミニウム系化合物(B)および澱粉類(C)を含有する製紙用表面塗工液とする。
【選択図】なし
Description
疎水性モノマー(a1)ならびに(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルエステル(a2)および/または(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルアミド(a3)を(a1):〔(a2)+(a3)〕=15〜90:85〜10(重量比)で含有するカチオン性水溶性ポリマー(A)、水溶性アルミニウム系化合物(B)および澱粉類(C)を含有する製紙用表面塗工液および前記製紙用表面塗工液を塗工して得られる紙、に関する。
(A)成分としては、疎水性モノマー(a1)(以下、(a1)成分という)ならびに(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルエステル(a2)(以下、(a2)成分という)および/または(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルアミド(a3)(以下、(a3)成分という)を必須モノマー成分とする。
また、(a1)成分におけるスチレン類の比率を60〜100重量%とすることにより、サイズ性能をより向上させることができる点において好ましい。
また、本発明の目的を損なわない範囲で、(a1)〜(a3)成分と共重合可能な他のビニルモノマー成分を併用することも可能である。他のビニルモノマー成分としては、例えば、得られる(A)成分の水溶性化または分散安定性のさらなる向上等をさせることを目的として、生成した重合体分散物の安定性を更に向上する等の目的のためにヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシル基を有するモノマー、(メタ)アクリル酸などのカルボキシル基を有するモノマー、(メタ)アクリルアミドなどの親水性モノマーや酢酸ビニル、アクリロニトリルなどが使用できる。他のビニルモノマーの含有比は、特に限定されないが、サイズ性能を確保する観点から、通常、全重合成分に対して30重量%程度以下とすることが好ましく、(a1)成分としてスチレン類と炭素数1〜8のエステル置換基を有する非イオン性のアクリル酸エステル類とを併用する場合には20重量%程度以下とすることが好ましく、また、いずれの場合であっても全重合成分に対して10重量%以下とすることがより好ましい。
(合成例1)
攪拌機、冷却管、滴下ロート、窒素導入管および温度計を備えたフラスコに、スチレン70部、ジメチルアミノエチルメタクリレート30部、イソプロピルアルコール42.9部、および2,2´−アゾビスイソブチロニトリル2.5部を仕込み、窒素気流下に攪拌しながら80〜85℃で5時間重合反応を行った。ついで、酢酸11.5部と水300部とを加えた。得られた共重合体にエピクロルヒドリン17.7部を加えて80℃で2時間保温し共重合体を4級化してカチオン性共重合化合物とした後、さらに所定量の水を加えて不揮発分濃度を20%に調整し、カチオン性水溶性ポリマー(A1)を得た。得られたカチオン性水溶性ポリマー(A1)の25℃の粘度、pHを表1に示す。
合成例1において、合成に用いたモノマーの種類と使用量、4級化に用いたエピクロルヒドリンの使用量を表1に示すように変化させた他は、合成例1と同様にして反応を行ない不揮発分濃度20%の各種のカチオン性水溶性ポリマー(A2〜A13)を得た。得られたカチオン性水溶性ポリマー(A2〜A13)の25℃の粘度、pHを表1に示す。
DMA:ジメチルアミノエチルメタクリレート、DMAA:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、MMA:メチルメタクリレート、2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート、BA:ブチルアクリレート、LA:ラウリルアクリレート、ECH:エピクロルヒドリン
上記により得られた各カチオン性水溶性ポリマーを用いて塗工液を調製し、(1)中性上質原紙、(2)酸性上質原紙および(3)板紙に塗工して、以下の試験方法により、それらの性能を評価した。
JIS P−8122に準拠して、ステキヒトサイズ度(秒)を測定した。数値が大きいほど良好なサイズ度を表す。
ペン書きサイズ度の評価は、J.Tappi
No.12に準拠してペン書きサイズ度を測定した。インキ滲みの全くないものを6とし、インキが滲んで、線が全体的に太くなるものを1とした。数値が大きいほど良好なサイズ度を表す。
JIS P−8140に準拠して、コッブ値(g/m2)を測定した。水との接触時間は2分間とし、数値が小さいほど良好なサイズ度を表す。
(実施例1) 製紙用表面塗工液の調製
(C)成分として酸化澱粉を不揮発分濃度15%で糊化を行い、これを用いて不揮発分濃度で(C)成分5%濃度の澱粉溶液を調製した。この澱粉溶液を用いて、それぞれ不揮発分換算で(C)成分100部に対し、(B)成分として硫酸アルミニウム 3部および(A)成分として合成例1で得られたカチオン性水溶性ポリマーA1 4部を混合し表面塗工液を得た。
実施例1で使用する(A)〜(C)成分を表2のものに変更したこと以外は、実施例1と同様にして製紙用表面塗工液を調製した。
下記配合のスラリーを用いて坪量70g/m2の中性紙をpH7.2で抄造した。
スラリーの配合:L−BKP(360mlCSF)65部、N−BKP(420mlCSF)35部、炭酸カルシウム(タマパール121 奥多摩工業株式会社製)10部、中性ロジンサイズ剤(サイズパインNT−78 荒川化学工業株式会社製)0.2部、硫酸アルミニウム0.5部、両性澱粉(Cato 3210 日本NSC社製)1部、歩留まり向上剤(ポリテンション1000 荒川化学工業株式会社製)0.03部
得られた原紙に、ラボサイズプレス塗工機を用いて実施例1〜26および比較例1〜4の各塗工液(表2)を塗工した後、105℃の回転式ドラムドライヤーに1分間通して乾燥させて塗工紙を得、それらのステキヒトサイズ度、ペン書きサイズ度を以下に示す方法により測定した。結果を表3に示す。
なお、本性能試験および以下の性能試験において、スラリーの配合に使用したパルプ種の略称は、以下の通りである。
L-BKP:広葉樹さらしクラフトパルプ
N-BKP:針葉樹さらしクラフトパルプ
L-UKP:広葉樹未さらしクラフトパルプ
(実施例27〜45および比較例5〜8) 製紙用表面塗工液の調製
上記実施例1で使用した(A)〜(C)成分を表4のものに変更したこと以外は、実施例1と同様にして製紙用表面塗工液を調製した。
下記配合のスラリーを用いて坪量80g/m2の酸性紙をpH4.7で抄造した。
スラリーの配合:L−BKP(350mlCSF)60部、N−BKP(400mlCSF)40 部、タルク(タルクND 日本タルク株式会社製)20部、ロジンエマルジョンサイズ剤(サイズパインN−773 荒川化学工業株式会社製)0.2部、硫酸アルミニウム1.25部、歩留まり向上剤(ポリテンション1000 荒川化学工業株式会社製)0.03部
得られた原紙に、ラボサイズプレス塗工機を用いて、実施例27〜45および比較例5〜8の各塗工液(表4)を塗工した後、105℃の回転式ドラムドライヤーに1分間通して乾燥させて塗工紙を得、それらのステキヒトサイズ度、ペン書きサイズ度を測定した。結果を表5に示す。
(実施例46〜63および比較例9〜12) 製紙用表面塗工液の調製
上記実施例1で使用した(A)〜(C)成分を表6のものに変更したこと以外は、実施例1と同様にして製紙用表面塗工液を調製した。
Claims (11)
- 疎水性モノマー(a1)ならびに(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルエステル(a2)および/または(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルアミド(a3)を(a1):〔(a2)+(a3)〕=15〜90:85〜10(重量比)で含有するカチオン性水溶性ポリマー(A)、水溶性アルミニウム系化合物(B)および澱粉類(C)を含有する製紙用表面塗工液。
- 疎水性モノマー(a1)としてスチレン類および/または炭素数1〜8のエステル置換基を有する非イオン性の(メタ)アクリル酸エステル類を含む請求項1に記載の製紙用表面塗工液。
- 疎水性モノマー(a1)におけるスチレン類の比率が60〜100重量%である請求項2記載の製紙用表面塗工液。
- 非イオン性の(メタ)アクリル酸エステル類におけるエステル置換基の炭素数が4〜8である請求項2または3に記載の製紙用表面塗工液。
- (メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルエステル(a2)および/または(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルアミド(a3)に由来するアミノ基の全部または一部が4級化されている構造を有する共重合体である請求項1〜4のいずれかに記載の製紙用表面塗工液。
- (メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルエステル(a2)および/または(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルアミド(a3)に由来するアミノ基の少なくとも50モル%が4級化されている請求項1〜5のいずれかに記載の製紙用表面塗工液。
- (メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルエステル(a2)および/または(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルアミド(a3)に由来するアミノ基が塩化ベンジル、塩化メチル、硫酸ジメチルおよびエピクロロヒドリンからなる群より選ばれる少なくとも一種を用いて4級化されたものである請求項1〜6のいずれかに記載の製紙用表面塗工液。
- 水溶性アルミニウム系化合物(B)が、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩基性硫酸アルミニウム、塩基性塩化アルミニウム、硫酸硅酸アルミニウムおよびそれらの重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1〜7のいずれかに記載の製紙用表面塗工液。
- 澱粉類(C)が、酸化澱粉、エーテル澱粉、過硫酸アンモニウム変性澱粉および酵素変性澱粉からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1〜8のいずれかに記載の製紙用表面塗工液。
- カチオン性水溶性ポリマー(A)と水溶性アルミニウム系化合物(B)の含有比(不揮発分換算)が、重量比で(A):(B)=8:92〜80:20であり、澱粉類(C)100重量部に対する(A)と(B)の合計量が、0.5〜50重量部である請求項1〜9のいずれかに記載の製紙用表面塗工液。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の製紙用表面塗工液を塗工して得られる紙。
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