JP2903987B2 - 抄き合わせ紙の製造方法 - Google Patents

抄き合わせ紙の製造方法

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JP2903987B2 JP5347779A JP34777993A JP2903987B2 JP 2903987 B2 JP2903987 B2 JP 2903987B2 JP 5347779 A JP5347779 A JP 5347779A JP 34777993 A JP34777993 A JP 34777993A JP 2903987 B2 JP2903987 B2 JP 2903987B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、抄き合わせ紙の製造方
および抄き合わせ紙用層間接着剤に関する。詳しく
は、層間接着剤としてイオン性の(メタ)アクリルアミ
ド系水溶性または水分散性高分子(以下、イオン性の
(メタ)アクリルアミド系水溶性または水分散性高分子
を、単にアクリルアミド系水溶性高分子ともいう)を使
用してなる、層間接着強度に優れた抄き合わせ紙の製造
方法に関する。また、前記抄き合わせ紙の製造方法に用
いるアクリルアミド系水溶性高分子からなる層間接着剤
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、抄き合わせ紙の製造にあたっ
ては、層間接着強度を向上させるために、抄き合わせ前
の湿潤紙層の表面に、層間接着剤をスプレーにより塗布
しており、かかる層間接着剤としては、主に未糊化の澱
粉分散液が使用されている。しかし、澱粉の接着強度は
弱く、充分な層間接着強度を得るためには澱粉を多量に
使用しなければならない。また抄き合わせた後の乾燥工
程で充分に糊化しなかったり、糊化時に澱粉を吸水した
水が層間でふくれ現象を起こすなどの問題の他に、スプ
レーノズルの詰まりや分散液の沈降により添加量が振れ
るなどの作業上の問題、さらには層間に定着されずに紙
外へ抜けた澱粉が排水のCOD上昇の原因となるなどの
環境上の問題もある。
【0003】また、層間接着剤として、アクリルアミド
系水溶性高分子を用いることにより前記作業上の問題等
を解消する方法が提案されている。かかるアクリルアミ
ド系水溶性高分子を用いて層間強度に優れた抄き合わせ
紙を得るためには、アクリルアミド系水溶性高分子を高
分子量化することにより層間への定着性を向上させる必
要がある。しかし、分子量の上昇に伴い粘度も上昇する
ためスプレー液が霧状とならずに均一に塗布することが
できなくなるといった問題がある。一方、均一に塗布す
るためにはスプレー液の濃度を低下しなければならない
などの問題があり、層間強度に優れた抄き合わせ紙を作
業性よく製造しうるアクリルアミド系水溶性高分子は未
だ得られていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、層間接着剤
として、層間への定着性がよく、しかもスプレー塗布に
も適したアクリルアミド系水溶性高分子を低添加量で使
用することにより、層間接着強度に優れた抄き合わせ紙
を作業性よく製造する方法、ならびに当該層間接着剤
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記従来
技術の課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、疎水
性モノマーを共重合して得られるアクリルアミド系水溶
性高分子を層間接着剤として使用した場合には、該水溶
性高分子が疎水性部分を有することから、スプレー塗布
濃度を低下して使用しても層間で凝集しやすく、層間接
着剤の定着性が向上することを見出し、本発明を完成す
るに至った。
【0006】すなわち、本発明は、抄き合わせ前の湿潤
紙層の表面に、層間接着剤を塗布した後に、抄き合わせ
て、2層以上の抄き合わせ紙を製造するにあたり、層間
接着剤として、(メタ)アクリルアミド、イオン性モノ
マーおよび疎水性モノマーを共重合して得られるイオン
性の水溶性または水分散性高分子を使用することを特徴
とする抄き合わせ紙の製造方法に関する。また、本発明
は前記抄き合わせ紙の製造方法において用いる、(メ
タ)アクリルアミド、イオン性モノマーおよび疎水性モ
ノマーを共重合して得られるイオン性の水溶性または水
分散性高分子からなる層間接着剤に関する。
【0007】本発明では、層間接着剤として、(メタ)
アクリルアミド、イオン性モノマーおよび疎水性モノマ
ーを共重合して得られるアクリルアミド系水溶性高分子
を使用する。
【0008】本発明において、(メタ)アクリルアミド
とは、アクリルアミドまたはメタクリルアミドをいい、
これらは単独使用または併用できるが、経済性の面から
はアクリルアミドを単独使用するのがよい。
【0009】イオン性モノマーとしては、アニオン性モ
ノマーおよびカチオン性モノマーがあげられる。アニオ
ン性モノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸等のモノカルボン酸;マレイン酸、フマ
ル酸、イタコン酸、ムコン酸、シトラコン酸等のジカル
ボン酸;ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−
アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などの
有機スルホン酸;またはこれら各種有機酸のナトリウム
塩、カリウム塩等があげられる。また、カチオン性モノ
マーとしては、たとえば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、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)アクリルアミドな
どの第三級アミノ基を有するビニルモノマーまたはそれ
らの塩酸、硫酸、酢酸などの無機酸もしくは有機酸の塩
類、または該第三級アミノ基含有ビニルモノマーとメチ
ルクロライド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸、エ
ピクロルヒドリンなどの四級化剤との反応によって得ら
れる第四級アンモニウム塩を含有するビニルモノマ−な
どがあげられる。これらのイオン性モノマーは1種を単
独でまたは2種以上を併用でき、アクリルアミド系水溶
性高分子にアニオン性、カチオン性または両性のいずれ
かのイオン性を付与する。
【0010】疎水性モノマーとしては、アクリロニトリ
ル、酢酸ビニル、スチレン、α−メチルスチレン、ビニ
ルトルエン、α−オレフィン等があげられる。これら疎
水性モノマーのなかでもアクリロニトリルが好ましい。
【0011】前記(メタ)アクリルアミド、イオン性モ
ノマーおよび疎水性モノマーの使用量は、これらを共重
合して得られるアクリルアミド系水溶性高分子が、層間
接着剤として使用した場合に、層間で凝集して層間への
定着率がよく、かつスプレー適性に優れ、安定な操業が
可能となるように、十分考慮して決定しなければならな
い。
【0012】すなわち、(メタ)アクリルアミドの使用
量は、モノマーの総モル和に対し、通常50〜99.
モル%程度、好ましくは60〜99.5モル%である。
【0013】イオン性モノマーの使用量は、アニオン性
のアクリルアミド系水溶性高分子を得る場合には、アニ
オン性モノマーを、モノマーの総モル和に対し、通常
0.1〜30モル%程度、好ましくは0.2〜15モル
%使用し、カチオン性のアクリルアミド系水溶性高分子
を得る場合には、カチオン性モノマーを、モノマーの総
モル和に対し、通常0.1〜30モル%程度、好ましく
は0.2〜15モル%使用する。また、両性のアクリル
アミド系水溶性高分子を得る場合には、カチオン性モノ
マーを、モノマーの総モル和に対し、通常0.1〜20
モル%程度、好ましくは0.2〜15モル%、アニオン
性モノマーを、モノマーの総モル和に対し、通常0.1
〜20モル%程度、好ましくは0.2〜15モル%使用
する。イオン性モノマーの割合が前記範囲に満たない場
合には、イオン成分の割合が少なく湿潤紙層の表面への
定着性が悪くなり、また前記範囲を越える場合には(メ
タ)アクリルアミドの割合が少なくなり紙力が悪くな
り、いずれの場合も十分な層間強度を有する抄き合わせ
紙が得られない。
【0014】また、疎水性モノマー使用量は、その疎水
性の程度により異なるため、疎水性モノマーの種類に応
じて適宜に決定しなくてはならない。通常は、モノマー
の総モル和に対し、0.1〜40モル%程度、好ましく
は1〜35モル%である。0.1モル%に満たない場合
は得られる共重合体中の疎水性部分の割合が少なくな
り、層間への定着率が向上しない。また40モル%を越
える場合には得られる共重合体が水不溶性となり好まし
くない。
【0015】前記モノマーを、共重合して、アクリルア
ミド系水溶性高分子を得る方法は、従来公知の各種方法
を採用できる。例えば、所定の反応容器に前記各モノマ
ーおよび水を仕込み、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニ
ウム等の過硫酸塩、またはこれらと亜硫酸水素ナトリウ
ムのごとき還元剤とを組み合わせた形のレドックス系重
合開始剤等の通常のラジカル重合開始剤を加え、撹拌
下、加温することによりアクリルアミド系水溶性高分子
を得ることができる。
【0016】かくして得られたアクリルアミド系水溶性
高分子の重量平均分子量は、通常、10万〜150万程
度であり、粘度は固形分濃度7重量%に換算して通常3
0000cps(25℃)程度以下、好ましくは200
00ps(25℃)程度以下の性状である。
【0017】本発明では、前記アクリルアミド系水溶性
高分子からなる層間接着剤を、抄き合わせ前の湿潤紙層
の表面に塗布した後に、常法により抄き合わせて、脱
水、乾燥して、2層以上の抄き合わせ紙を製造する。
【0018】層間接着剤の塗布は一般的にはスプレーで
行い、層間接着剤は、通常0.1〜1.5重量%程度の
濃度で、3〜50cps(25℃)程度の粘度で使用す
る。また、層間接着剤は通常、パルプ固形分に対し、
0.05〜1.5重量%(固形分)の使用割合で塗布す
ればよい。
【0019】なお、前記のアクリルアミド系水溶性高分
子からなる層間接着剤は、本発明の目的を損なわない程
度に、従来より層間接着剤として用いられている澱粉、
変性澱粉、カゼイン、ガラクトマンナン等の天然樹脂の
粉状物と併用することもできる。
【0020】本発明の抄き合わせ紙の製造方法において
は、抄き合わせ前の湿潤紙層の表面に、層間接着剤を塗
布する際に、該湿潤紙層の表面のうちの、水分量の少な
い方の湿潤紙層の表面に、層間接着剤を塗布することに
より、さらに抄き合わせ紙の層間接着強度を向上させる
ことができる。すなわち、湿潤紙層の表面の水分量はそ
れぞれ異なるため、上記塗布方法のように層間接着剤を
塗布する湿潤紙層の表面を選択すれば、抄紙工程中に水
分とともに紙外へ流出する層間接着剤を最小限に抑える
ことができ、その結果、層間への層間接着剤の定着の割
合が多くなり、抄き合わせ紙の層間接着強度を向上させ
ることができる。
【0021】また、抄き合わせ前の湿潤紙層の表面に、
層間接着剤を塗布する際に、該湿潤紙層の表面のうち
の、抄紙機の脱水方向に対し反対側にある湿潤紙層の表
面に、層間接着剤を塗布することによっても、さらに抄
き合わせ紙の層間接着強度を向上させることもできる。
すなわち、上記塗布方法のように層間接着剤を塗布する
湿潤紙層の表面を選択すれば、抄き合わせ後の脱水の際
に、水分とともに紙外へ流出する層間接着剤を最小限に
抑えることができ、その結果、層間への層間接着剤の定
着の割合が多くなり、抄き合わせ紙の層間接着強度を向
上させることができる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、高い層間接着強度を有
する抄き合わせ紙を提供できる。また、本発明で用いる
層間接着剤は低濃度で使用でき、作業性にも優れる。
【0023】
【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
より具体的に説明する。なお、部および%はいずれも重
量基準による。
【0024】製造例1 撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素ガス導入管、モノマ
ー用滴下ロートおよび触媒用滴下ロートを備えたフラス
コに、イオン交換水100部を入れ、撹拌下、90℃ま
で加熱した。次に、モノマー用滴下ロートにアクリルア
ミド130部、80%アクリル酸8部、ジメチルアミノ
エチルメタクリレート7部、酢酸ビニルモ14部および
イオン交換水245部を仕込み、硫酸を用いてpHを4
〜5に調整した。また、触媒用滴下ロートには、重合開
始剤として過硫酸アンモニウム0.56部およびイオン
交換水60部を仕込んだ。窒素ガスを通じて全ての反応
系内の酸素を除去した後、触媒は連続的に140分間か
けて滴下し、一方モノマーは120分間かけて滴下し
て、還流下に重合を行った後、イオン交換水を加え、固
形分濃度7%、粘度2000cps(25℃)、平均分
子量90万の両性のアクリルアミド系水溶性高分子を得
た。
【0025】製造例2 撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素ガス導入管を備えた
フラスコに、アクリルアミド81部、アクリロニトリル
20部、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド29部
およびイオン交換水640部を仕込み、硫酸を用いてp
Hを4〜5に調整した後、窒素ガスを通じて全ての反応
系内の酸素を除去した。撹拌下、40℃まで加熱し、重
合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部および亜硫
酸水素ナトリウム0.07部を加え、85℃で120分
間重合を行っ後、イオン交換水を加え、固形分濃度7
%、粘度2300cps(25℃)、平均分子量60万
のカチオン性のアクリルアミド系水溶性高分子を得た。
【0026】製造例3 実施例2と同様の反応装置に、アクリルアミド99部、
80%アクリル酸15部、スチレン5部およびイオン交
換水700部を仕込んだ後、窒素ガスを通じて全ての反
応系内の酸素を除去した。撹拌下、40℃まで加熱し、
重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.91部および
亜硫酸水素ナトリウム0.14部を加え、85℃で12
0分間重合を行っ後、48%水酸化ナトリウム水溶液1
8部およびイオン交換水を加え、固形分濃度7%、粘度
700cps(25℃)、平均分子量60万のアニオン
性のアクリルアミド系水溶性高分子を得た。
【0027】製造例4 実施例2と同様の反応装置に、アクリルアミド124
部、80%アクリル酸8部、ジメチルアミノエチルメタ
クリレート7部、アクリロニトリル30部およびイオン
交換水770部を仕込み、硫酸を用いてpHを4〜5に
調整した後、窒素ガスを通じて全ての反応系内の酸素を
除去した。撹拌下、40℃まで加熱し、重合開始剤とし
て過硫酸アンモニウム0.25部および亜硫酸水素ナト
リウム0.08部を加え、85℃で120分間重合を行
っ後、イオン交換水を加え、固形分濃度7%、粘度48
00cps(25℃)、平均分子量105万のアニオン
性のアクリルアミド系水溶性高分子を得た。
【0028】製造例5 実施例1と同様の反応装置に、イオン交換水90部を入
れ、撹拌下、90℃まで加熱した。次に、モノマー用滴
下ロートにアクリルアミド92部、イタコン酸7部、ア
クリロニトリル25部、48%水酸化ナトリウム水溶液
6部およびイオン交換水250部を仕込んだ。また、触
媒用滴下ロートには、重合開始剤として過硫酸アンモニ
ウム0.45部およびイオン交換水60部を仕込んだ。
窒素ガスを通じて全ての反応系内の酸素を除去した後、
触媒は連続的に140分間かけて滴下し、一方モノマー
は120分間かけて滴下して、還流下に重合を行い、固
形分濃度7%、粘度450cps(25℃)、平均分子
量60万のアニオン性のアクリルアミド系水溶性高分子
を得た。
【0029】製造例6 実施例2と同様の反応装置に、アクリルアミド184
部、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド16部お
よびイオン交換水1277部を仕込んだ後、硫酸を用い
てpHを4〜5に調整した。撹拌下、50℃まで加熱
し、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.18部お
よび亜硫酸水素ナトリウム0.04部を加え、還流下に
180分間重合を行っ後、イオン交換水を加え、固形分
濃度7%、粘度9000cps(25℃)、平均分子量
120万のカチオン性のアクリルアミド系水溶性高分子
を得た。
【0030】製造例7 実施例2と同様の反応装置に、メタクリル酸11部、4
8%水酸化ナトリウム水溶液16部およびイオン交換水
500部を仕込み、70℃で30分間保温した。60℃
に冷却後、アクリルアミド200部、イオン交換水68
0部、イソプロピルアルコール5部、60度硫酸6部を
加え、さらに過硫酸カリウム0.6部を加え、還流下に
150分間重合を行っ後、イオン交換水を加え、固形分
濃度7%、粘度5000cps(25℃)、平均分子量
100万のアニオン性のアクリルアミド系水溶性高分子
を得た。
【0031】実施例1〜5、比較例1、2 段ボール古紙をナイアガラ式ビーターにて叩解し、カナ
ディアン・スタンダード・フリーネス(C.S.F.)
420mlに調整したパルプに硫酸バンドを2%添加し
た後、市販のアニオン性アクリルアミド系紙力増強剤を
対パルプ0.9%添加して撹拌し均一に混合した。得ら
れたパルプスラリー(pH5.1)を0.5%まで希釈
し、手抄紙試験機により水分量86%の湿紙Aと水分量
96%の湿紙B(乾燥坪量100g/m2 )を調製し
た。湿紙Bの片面に、表1に示す製造例1〜7で得た各
種アクリルアミド系水溶性高分子をイオン交換水で0.
7%に希釈した液を、パルプ固形分に対してアクリルア
ミド系水溶性高分子の固形分が0.7%となる割合でス
プレー塗布した後、湿紙Aと湿紙Bの塗布面を重ね、湿
紙Bの方向に150mmHgで1分間吸引脱水し、乾燥
して、抄き合わせ紙を得た。
【0032】実施例6 実施例5において、製造例5で得たアクリルアミド系水
溶性高分子を、湿紙Aの片面に塗布し、吸引脱水を湿紙
Aの方向から行った以外は、実施例2と同様に行い、抄
き合わせ紙を得た。
【0033】実施例7 実施例5において、吸引脱水を湿紙Aの方向から行った
以外は、実施例5と同様に行い、抄き合わせ紙を得た。
【0034】実施例8 実施例5において、製造例5で得たアクリルアミド系水
溶性高分子を、湿紙Aの片面に塗布した以外は、実施例
5と同様に行い、抄き合わせ紙を得た。
【0035】実施例9 実施例4において、製造例4で得たアクリルアミド系水
溶性高分子を、湿紙Aの片面に塗布した以外は、実施例
4と同様に行い、抄き合わせ紙を得た。
【0036】実施例10〜14、比較例3、4 BKPをナイアガラ式ビーターにて叩解し、カナディア
ン・スタンダード・フリーネス(C.S.F.)550
mlに調整したパルプに、炭酸カルシウムを対パルプ1
0%と硫酸バンドを対パルプ0.5%添加した後、市販
の両性アクリルアミド系紙力増強剤を対パルプ0.9%
添加して撹拌し均一に混合した。得られたパルプスラリ
ー(pH7.8)を0.5%まで希釈し、手抄紙試験機
により水分量86%の湿紙Aと水分量96%の湿紙B
(乾燥坪量100g/m2 )を調製した。湿紙Bの片面
に、表1に示す製造例1〜7で得た各種アクリルアミド
系水溶性高分子をイオン交換水で0.7%に希釈した液
を、パルプ固形分に対してアクリルアミド系水溶性高分
子の固形分が0.7%となる割合でスプレー塗布した
後、湿紙Aと湿紙Bの塗布面を重ね、湿紙Bの方向に1
50mmHgで1分間吸引脱水し、乾燥して、抄き合わ
せ紙を得た。
【0037】実施例15 実施例14において、製造例5で得たアクリルアミド系
水溶性高分子を、湿紙Aの片面に塗布し、吸引脱水を湿
紙Aの方向から行った以外は、実施例14と同様に行
い、抄き合わせ紙を得た。
【0038】実施例16 実施例14において、吸引脱水を湿紙Aの方向から行っ
た以外は、実施例14と同様に行い、抄き合わせ紙を得
た。
【0039】実施例17 実施例14において、製造例5で得たアクリルアミド系
水溶性高分子を、湿紙Aの片面に塗布した以外は、実施
例14と同様に行い、抄き合わせ紙を得た。
【0040】実施例18 実施例13において、製造例4で得たアクリルアミド系
水溶性高分子を、湿紙Aの片面に塗布した以外は、実施
例13と同様に行い、抄き合わせ紙を得た。
【0041】(層間接着強度の測定)得られた抄き合わ
せ紙を24時間調湿後、J−TAPPI紙パルプ試験方
法No.19−77に従って層間接着強度(T字剥離強
度(g/インチ))を測定した。結果を表1または表2
に示す。
【0042】(定着率)得られた抄き合わせ紙の窒素含
有量を測定し、層間への定着率を算出した。定着率
(%)=(B−C)/A×100。A:塗布したアクリ
ルアミド系水溶性高分子の窒素量測定値、B:アクリル
アミド系水溶性高分子を層間接着剤として塗布して抄き
合わせた紙の窒素量測定値、C:Bと同じパルプを用い
て層間接着剤を塗布せず抄き合わせた紙の窒素量測定
値。結果を表1または表2に示す。
【0043】
【表1】
【0044】
【表2】
【0045】表1、表2の結果より、本発明におけるア
クリルアミド系水溶性高分子を用いた層間接着剤によれ
ば、従来の同じイオン性のアクリルアミド系水溶性高分
子を用いた層間接着剤に比べて優れた層間接着強度を有
する抄き合わせ紙が得られることが認められる。また、
本発明の特定の塗布方法によれば、さらに優れた層間接
着強度を有する抄き合わせ紙が得られることが認められ
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−257498(JP,A) 特開 昭56−154597(JP,A) 特開 昭58−60095(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D21H 11/00 - 27/42

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抄き合わせ前の湿潤紙層の表面に、層間
    接着剤を塗布した後に、抄き合わせて、2層以上の抄き
    合わせ紙を製造するにあたり、層間接着剤として、(メ
    タ)アクリルアミド、イオン性モノマーおよび疎水性モ
    ノマーを共重合して得られるイオン性の水溶性または水
    分散性高分子を使用することを特徴とする抄き合わせ紙
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 層間接着剤が、アニオン性の水溶性また
    は水分散性高分子である請求項1記載の抄き合わせ紙の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 層間接着剤が、カチオン性の水溶性また
    は水分散性高分子である請求項1記載の抄き合わせ紙の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 層間接着剤が、両性の水溶性または水分
    散性高分子である請求項1記載の抄き合わせ紙の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 抄き合わせ前の湿潤紙層の表面に、層間
    接着剤を塗布する際に、該湿潤紙層の表面のうちの、水
    分量の少ない方の湿潤紙層の表面に、層間接着剤を塗布
    することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の
    抄き合わせ紙の製造方法。
  6. 【請求項6】 抄き合わせ前の湿潤紙層の表面に、層間
    接着剤を塗布する際に、該湿潤紙層の表面のうちの、抄
    紙機の脱水方向に対し反対側にある湿潤紙層の表面に、
    層間接着剤を塗布することを特徴とする請求項1〜5の
    いずれかに記載の抄き合わせ紙の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の抄き合
    わせ紙の製造方法において用いる、(メタ)アクリルア
    ミド、イオン性モノマーおよび疎水性モノマーを共重合
    して得られるイオン性の水溶性または水分散性高分子か
    らなる層間接着剤。
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