JP2542207B2

JP2542207B2 - 板紙等の製造法

Info

Publication number: JP2542207B2
Application number: JP62056367A
Authority: JP
Inventors: 建橋本; 信則冨依; 和久礒野
Original assignee: Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1987-03-11
Publication date: 1996-10-09
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JPS63227896A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は板紙等の製造法に関し、更に詳細には、紙層
の抄き合わせを要する板紙等の製造工程に適用して格別
に高い紙層間接着強度を有する板紙等を製造し得る新し
い方法を提供するものである。

〔従来の技術〕

板紙等は製造工程で通常幾層かの湿潤紙層を抄き合わ
せ、これを圧着乾燥することによって作られている。こ
のような板紙では紙層と紙層の間の接着強度が低いと印
刷時等に紙層間が剥離する現象が見られることがある。
業界ではこれを層間剥離と称している。

従来、層間剥離の防止法として一部では抄き合わせ直
前の湿潤紙層の表面に未糊化の澱粉液をスプレー塗布す
ることが試みられて来たが、この方法では塗布された澱
粉の相当量が紙層内部に浸透するので紙層間の接着を完
全に行う為には極めて多量の澱粉を必要とする欠点を有
する他に、水性印刷インキによる印刷等成紙に水分が与
えられる場合は澱粉は耐水性を欠く為にその効果は極め
て不満足なものとなってしまう。

上記欠点の解決を目的とした板紙等の層間剥離の防止
法として、特公昭51−46852号は、カチオン澱粉の水溶
液を塗布する方法を開示し、特公昭54−32843号は、水
溶性、熱硬化性、カチオン性樹脂を混合した澱粉の分散
液を塗布する方法を開示し、また特公昭55−35518号
は、エポキシ化ポリアマイドポリアミン及び／又はポリ
アクリルアミドのホフマン分解物を塗布する方法を開示
している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記方法に使用されるエポキシ化ポリアマイドポリア
ミン、ポリアクリルアミドのホフマン分解物及びその他
の水溶性、熱硬化性、カチオン性樹脂等は、澱粉と比較
して遥かに高価である為工業的使用に際しては経済的な
制約を免れることができないという問題があった。即ち
かかるカチオン性樹脂を紙層間接着に有効に作用せしめ
ても、充分な紙層間接着強度を得る為に必要な樹脂量に
は下限があり、それ以下の樹脂量では、薬品コストに見
合った紙層間接着強度を得ることが難しい。

その為に、製紙業界にあっては、より優れた層間剥離
の防止法が渇望されている状況にある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記状況下に艦み、本発明者等は鋭意研究の結果、カ
チオン性樹脂の優れた性能を最大限に発揮せしめ工業的
実施に際して経済的にも有利な紙層間接着強度の向上方
法を見出し、本発明を成すに致ったものである。

即ち、本発明は、紙層の抄合せを要する板紙等の製造
工程において、抄き合わせ前の湿潤紙層の表面に、
（ａ）カチオン性アクリルアミド系樹脂及びポリアミド
ポリアミンエピクロロヒドリン樹脂から選ばれる水溶性
カチオン性樹脂（以下、「特定水溶性カチオン性樹脂」
とも言う）25〜100重量部、（ｂ）水溶性アニオン性ア
クリルアミド系樹脂75〜０重量部を含有するpH8以上の
アルカリ性の水性分散液を塗布した後、常法に従い抄き
合わせ抄造を行うことを特徴とする紙層間接着強度の優
れた板紙等の製造方法である。

本発明における板紙とは、ライナー紙や中芯紙等の段
ボール原紙、白板紙、色板紙などの種別を問わず、紙層
の抄き合わせにより製造される板紙全般を包含し、更に
本発明はパルプ及びその他の天然繊維、合成繊維或は無
機質繊維等を原料とし湿式抄き合わせ抄造法により製造
される各種の繊維板或は建材等の成形物の製造工程にも
適用し得るものである。

本発明は、（ａ）特定水溶性カチオン性樹脂を必須成
分とし、これに必要に応じて、（ｂ）水溶性アニオン性
アクリルアミド系樹脂（アニオン性樹脂）を配合した水
分分散液のpHを、pH8以上のアルカリ性に調整して得ら
れるスプレー塗布が可能程度に安定且つ低粘度の水性組
成物を、抄き合わせ前の湿潤紙層の表面に塗布した後、
常法に従い抄合わせ抄造する板紙等の製造法であって、
上記水性分散液は（ａ）25〜100重量部と（ｂ）75〜０
重量部とを含有することが必要である。

（ａ）の含有量が25重量部未満、これに対して（ｂ）の
含有量が75重量部を越える場合には、本発明の目的であ
る紙層間接着強度を有する板紙を製造することは出来な
い。

また、上記水性分散液はアルカリ性であることが必要で
あり、pH8以上、好ましくはpH8.5〜10の範囲に調整すべ
きである。

上記水性分散液が中性或は酸性の場合には、板紙の紙層
間接着強度は不充分となる。

本発明に使用する上述の水性分散液において、経済性の
観点からは、（ｂ）の配合を増すことが有利であるが、
水性分散液のpH調整による効果は（ｂ）の配合量が上記
の範囲（75重量部以下）に限って発現されるものであ
り、該水性分散液が中性乃酸性の場合、即ちpH調整を行
わない場合は、（ｂ）の配合に伴って紙層間接着強度が
大幅に低下するのである。本発明に於ける特に好ましい
配合は、（ａ）50〜95重量部に対して（ｂ）50〜５重量
部である。

上記水性組成物の濃度は概ね0.1〜0.5％程度が適当で
あり、通常この範囲でスプレー塗布が可能な低粘度水性
組成物を形成することが出来る。該水性分散液の塗布量
は所望により任意に変更し得るが、効果と経済性の観点
から成紙重量に対する（ａ），（ｂ）両樹脂成分の重量
割合で0.05〜0.5％の範囲が適当である。

本発明に用いる水溶性のカチオン性アクリルアミド系
樹脂は、カチオン性基例えば第一級、第二級或は第三級
塩基性窒素原子を有する各種アミノ基及び第四級アンモ
ニウム塩基等を有する構成単位を該アクリルアミド系樹
脂の全構成単位に対して５モル％以上好ましくは10モル
％以上含有し、主たる構成単位がアクリルアミド及び／
又はメタクリルアミドから成る水溶性樹脂であり、かか
るカチオン性アクリルアミド系樹脂は、アクリルアミド
及び／又はメタクリルアミド（以下「（メタ）アクリル
アミド」と表わす。）を主成分とするアクリルアミド系
樹脂のカチオン変性により、或いは、上記カチオン性基
を有する共重合性単量体と（メタ）アクリルアミドとの
共重合反応により容易に取得することが出来る。

上記カチオン性基には、ホフマン分解反応、マンニッ
ヒ反応或はアミド交換反応などの公知の反応方法が利用
できる。

一方、共重合反応による場合は、カチオン性基含有単量
体としてアミノアルキル（メタ）アクリレート、アミノ
アルキル（メタ）アクリルアミド、ビニルイミダゾー
ル、ビニルピリジン及びそれらの誘導体等からなる公知
全てのカチオン性基含有単量体を使用することが出来
る。

以上のカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂は、後述
するアニオン性基の少量を含有しても差し支えないが、
該樹脂のカチオン性を疎害しない程度に抑制されるべき
である。

本発明に用いる水溶性アニオン性アクリルアミド系樹
脂は、アニオン性基、例えば、カルボシキル基、スルホ
ン酸基、ホスホン酸基、或はそれらの塩の基等を有する
構成単位を該アクリルアミド系樹脂の全構成単位に対し
て３モル％以上、好ましくは５〜20モル％を含有し主た
る構成単位が（メタ）アクリルアミドから成る水溶性樹
脂であり、かかるアニオン性アクリルアミド系樹脂はア
クリルアミド系樹脂の部分加水分解、スルホメチル化反
応等のアニオン変性方法により、或いは上記アニオン性
基を有する共重合性単量体と（メタ）アクリルアミドと
の共重合反応により容易に取得することができる。

以上のアニオン性ポリアクリルアミド系樹脂は前述し
たカチオン性基の少量を含有しても差し支えないが、カ
チオン性基の導入は大幅なコスト上昇に繁がるのでその
必要性は殆ど認められない。

本発明の実施に際しては、（ａ）特定水溶性カチオン
性樹脂を用い、或いは、これと（ｂ）水溶性アニオン性
アクリルアミド系樹脂とを前記所定の割合で用いて、ア
ルカリ性物質によってpH調整を行い、湿潤紙層に塗布す
るアルカリ性の水性分散液を調製するが、上記各樹脂は
何れもアルカリ性条件の下では経時安定性が充分ではな
いからその使用直前に調製を行うことが望ましい。pH調
整に使用するアルカリ性物質の具体例としては、苛性ソ
ーダ、苛性カリ等の無機アルカリ、アンモニア及び各種
有機アミン類等を挙げることができる。

本発明に使用する上述のアルカリ性水性分散液は、未
糊化或いはその他の糊剤との併用を妨げるものでなく
又、アルカリ性に調整されたカチオン性樹脂水溶液とア
ニオン性樹脂水溶液との夫々を同時に湿潤紙層表面に適
用して紙層表面で両者を混合せしめても本発明と同等の
効果を発現し得るものと考えられる。

〔作用〕

以上の構成から成る本発明は、従来公知の方法と比較
して、更に高い紙層間接着強度を有する板紙等を廉価に
製造することを可能ならしめたものであり、かかる効果
の発現は、（ａ）特定水溶性カチオン性樹脂の性能を最
大限に利用した本発明の構成によるものである。

本発明者等にあっても、本発明による板紙の紙層間接
着強度向上の理由を化学的に解明することは難しいが、
塗布液をアルカリ性に調整することによって紙層表面の
パルプ繊維のアニオン活性が向上して、特定水溶性カチ
オン性樹脂との結合力が増大すること、本来紙層に浸透
し易い水溶性アニオン性アクリルアミド系樹脂を特定水
溶性カチオン性樹脂の作用により効率的に紙層間に保留
せしめること等によるものと推察できる。また乾燥後の
成紙にあっては、特定水溶性カチオン成樹脂自身の効果
による耐水性向上と共に該カチオン性樹脂と水溶性アニ
オン性アクリルアミド系樹脂との間に架橋反応生起して
耐水性が良好な高い紙層間接着が発現されるものと考え
られる。

〔実施例〕

以下、本発明につき、実施例及び比較例に基づいて具
体的に説明する。

１》特定水溶性カチオン性樹脂の調製イ）平均分子量30万のポリアクリルアミド（PAM）15％
水溶液100重量部に、次亜塩素酸ソーダ（有効塩素12
％）37.5重量部、水酸化カリウム7.5重量部、及び水20
重量部の混合物を30分間に渡って滴下混合する。滴下終
了後、更に30分間反応する。この間反応系の温度を20〜
30℃に維持する。反応後、希塩酸を加えてpH4.5に調整
し、カチオン性アクリルアミド系樹脂（Ｉ）の８％水溶
液を得た。コロイド測定によるカチオン性基の定量の結
果、このカチオン性アクリルアミド系樹脂（Ｉ）は26モ
ル％のカチオン性基を含有していた。

ロ）平均分子量40万のPAM15％水溶液100重量部に、ホル
マリン（37％）水溶液6.9重量部及びジメチルアミン50
％水溶液9.5重量部を加え50〜55℃で２時間反応する。
反応終了後、希塩酸を加えて中和し、更に水を添加して
カチオン性アクリルアミド系樹脂（II）の10％水溶液を
得た。このカチオン性アクリルアミド系樹脂（II）はカ
チオン性基37モル％を含有する。

ハ）水100重量部にジエチレントリアミン108重量部及び
アジピン酸139重量部を添加溶解して水を留去しながら
徐々に過熱昇温し、160〜170℃で３時間保持してポリア
ミドポリアミン縮合物を得た。次いで水を加えて溶解
し、温度70〜75℃でエピクロロヒドリン185重量部を添
加して更に３時間反応した。得られたポリアミドポリア
ミンエピクロロヒドリン樹脂（III）の水溶液はpH4.5,
濃度22％であった。

２》水溶性アニオン性アクリルアミド樹脂の調製平均分子量30万のPAM15％水溶液100重量部に水酸化カ
リウム1.2重量部と水５重量部とから成る水溶液を添加
し、70℃で１時間反応した後、希塩酸を加えて中和し
た。得られたアニオン性アクリルアミド系樹脂（IV）
は、アニオン性基10モル％を含有する。

実施例１１》塗布用アルカリ性水性分散液の調製カチオン性アクリルアミド樹脂（Ｉ）の単独及びカチ
オン性アクリルアミド樹脂（Ｉ）とアニオン性アクリル
アミド樹脂（IV）の混合物の各々を所定のpHに調整しな
がら水で希釈して濃度0.4％水性分散液とする。

pHの調整は10％苛性カリ水溶液の適量添加により行っ
た。

２》手抄紙の製造手抄紙試験機（TAPPIスタンダードシートマシン東洋
精機製）によりＡ、B2枚の湿潤紙層（各々乾燥紙換算50
g/m²に相当する）を調整した。Ａ、Ｂの原質は次の通り
である。

パルプ段ボール古紙（CSF400cc）内添薬品紙力増強剤X¹⁾0.6％（対気乾パルプ）紙力増強剤X²⁾0.4％（対気乾パルプ）硫酸バンド１％（対気乾パルプ）湿潤紙層Ａの片面に１》で得た水性分散液をスプレー塗
布し、湿潤紙層Ｂを重ねてプレス後乾燥して手抄板紙
（米坪100g/m²に相当する）を得た。尚、樹脂の付着量
は0.15g/m²とした。

得られた手抄板紙は24時間調湿後、Ｊ−TAPPI紙パルプ
試験方法No18−ｍに従って層間剥離強度を測定した。そ
の結果を第１表に示す。

比較例１実施例１の１》項における水性分散液の調製を同様の
手順により行うが、カチオン性アクリルアミド樹脂
（Ｉ）とアニオン性アクリルアミド樹脂（IV）の使用量
及び／又はpHの調整値を本発明の範囲外とした。pH調整
には10％苛性カリ水溶液及び10％希塩酸を使用した。

他は全て実施例１と同様の手順により比較の為の手抄板
紙を調製し、層間剥離強度を測定した。その結果を第１
表に併記する。

実施例２及び比較例２実施例１及び比較例１に於けるカチオン性アクリルア
ミド樹脂（Ｉ）の使用に代えて、カチオン性アクリルア
ミド樹脂（II）を使用する以外は、全て実施例１と同様
の手順に従って夫々の手抄板紙を調製し、層間剥離強度
を測定した。その結果を第２表に示す。

実施例３及び比較例３実施例１及び比較例１に於けるカチオン性アクリルア
ミド樹脂（Ｉ）の使用に代えて、ポリアミドポリアミン
エピクロロヒドリン樹脂（III）を使用する以外は全て
実施例１と同様の手順に従って夫々の手抄板紙を調製
し、層間剥離強度を測定した。その結果を第３表に示
す。

〔発明の効果〕本発明になる板紙等の製造法によれば、特定水溶性カ
チオン性樹脂の効果を最大限に発揮せしめて紙層間接着
強度に優れた板紙を製造することができるばかりでな
く、経済的に有利な水溶性アニオン性アクリルアミド樹
脂を相当量（75重量部まで）併用して、更に高度の紙層
間接着強度を有する板紙を製造することができる。

従って、印刷時等の加工時において層間接着事故を起
こす懸念がない高品質の板紙を、簡便且つ安価に供給す
ることができるものであり、その工業的価値は大きい。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】紙層の抄き合わせを要する板紙の製造工程
において、抄き合せ前の湿潤紙層の表面に、（ａ）カチ
オン性アクリルアミド系樹脂及びポリアミドポリアミン
エピクロルヒドリン樹脂から選ばれる水溶性カチオン性
樹脂25〜100重量部、（ｂ）水溶性アニオン性アクリル
アミド系樹脂75〜０重量部を含有するpH8以上のアルカ
リ性の水性分散液を塗布した後、常法に従い抄き合わせ
抄造を行うことを特徴とする板紙等の製造法。
【請求項２】水性分散液が（ａ）カチオン性アクリルア
ミド系樹脂及びポリアミドポリアミンエピクロルヒドリ
ン樹脂から選ばれる水溶性カチオン性樹脂50〜95重量
部、（ｂ）水溶性アニオン性樹脂アクリルアミド系樹脂
50〜５重量部を含有する水性分散液である特許請求の範
囲第１項記載の板紙等の製造法。
【請求項３】水性分散液が、pH8.5〜10のアルカリ性の
水性分散液である特許請求の範囲第１項または第２項記
載の板紙等の製造法。