JP3205971B2 - 中性紙の製造方法 - Google Patents

中性紙の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は抄造直後のサイズ性が優
れた中性紙の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、紙は、サイズ剤としてアニオン系
のロジンサイズが使用され硫酸バンドを定着剤としてp
H4.5付近で、抄造されてきた。最近製紙業界では、
省エネルギー、資源の有効利用の目的及び環境保護に対
する取組みから古紙の利用、紙の軽量化又、生産性向上
のための抄紙機の高速化が進んでいる。又、最近安価な
炭酸カルシウムを用いpH6〜9の中性から弱アルカリ
性で抄造された中性紙が増加してきた。中性紙は経時劣
化が小さく、長期間良い紙質を確保できること、抄造用
具を長持ちさせることの利点がある。又、填料の炭酸カ
ルシウムは低価格で使用することができ白色度と不透明
度の高い特長を利用できること等の点で一般印刷用紙、
情報記録用紙を対象とする中性抄造化が拡大進展してい
る。なお、アルカリ条件下においては、従来のロジンエ
マルジョンサイズ剤では十分なサイズ効果が得られない
ことにより各種中性サイズ剤の利用と中性紙力剤として
カチオンでんぷんの使用が主流となっている。
【0003】中性抄紙用サイズ剤には、セルロース繊維
と直接反応する反応性サイズ剤と自己定着性を有するカ
チオン性サイズがある。反応性サイズ剤には、ラクトン
環を有するアルキルケテンダイマー、酸無水物環を有す
るアルケニル無水コハク酸、その他各種誘導体がある。
一方カチオン性サイズ剤には、樹胆型とポリマー型があ
って多数が提案され、種々開発されているがこれらのサ
イズ剤は反応性サイズ剤に比べ低率添加領域のサイズ効
果が低い欠点がある。アルキルケテンダイマー系のよう
な有機ケテンの2量体を主成分とする中性サイズ剤は、
白色エマルジョンで比較的安定性が良く、少量添加でサ
イズ効果は得られやすいがサイズ効果の立上りが遅くコ
ントロールも難しいという欠点がある。又、アルケニル
無水コハク酸系サイズ剤は常温では油状で使用直前乳化
操作を要し、増添するとマシン汚れの発生する欠点があ
る。サイズ効果が低いと後工程で加工する場合紙切れ、
シワ発生、水性塗布液の浸透等の問題を生ずる。また、
印紙用紙、情報用紙への用途では、印字ニジミ、紙面汚
れを誘発させ、カール特性等後工程でのトラブル要因と
なる。
【0004】このような欠点を補強し改良するために、
カチオンでんぷん及び種々の反応促進剤薬品と併用して
内添することが知られているがサイズ効果の立上りが遅
かった。従来よりサイズ効果増加のため及び紙力向上、
表面強度アップのため、表面サイズ剤が各種変性改質さ
れたでんぷん等と混合液状化されサイズプレス等でアル
キルケテンダイマー系、アルケニル無水コハク酸系等を
内添した紙の表裏に塗布されるが、サイズ度の立上りが
遅く不満足であった。サイズ度効果向上に関しては、特
公平3−68158号に見られるように、第3級アミン
でんぷん誘導体と有機ケテンの2量体を内添した中性紙
にアニオン性スチレン−アクリル系共重合体の水性液を
表面サイズする方法が知られているが、置換度0.03
5〜0.070の第3級アミンでんぷん誘導体との組合
せのみしかサイズ効果が得られなかった。又、アニオン
性スチレン−アクリル系共重合体以外の表面サイズ剤で
処理した場合においても抄造直後に十分なサイズ性が得
られないという欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、抄造直後
からの十分なサイズ性が、従来方法の内添用の各種変性
改質されたでんぷん等と表面サイズ剤との組合せでは得
られないという欠点を克服し、通常の抄紙乾燥処理でし
かもサイズ剤の添加も少量であって、紙質等に悪影響を
及ぼさない簡単な操作で、しかも大量に生産しうる、工
業的に実施するのに有利な満足のいくサイズ性を有する
中性紙の製造方法を提供するためになされたものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、この問題
を解決するために各種の内添薬品及び種々の表面サイズ
剤について検討した結果、でんぷん誘導体として置換度
が0.02〜0.05の第4級アミンでんぷん誘導体を
内添し、かつ内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマ
ー系又は、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤を用いた
中性紙に、アニオン性スチレン−アクリロニトリル系共
重合体の水溶液を塗工することにより抄造直後から十分
なサイズ効果が得られる中性紙の製造方法を見出し本発
明に至った。
【0007】なお、内添する、(1)置換度が0.02
〜0.05の第4級アミンでんぷん誘導体あるいは、
(2)アルキルケテンダイマー系又は、アルケニル無水
コハク酸系サイズ剤の前記(1)、(2)のいずれかを
無添加にすると、アニオン性スチレン−アクリロニトリ
ル系共重合体の水溶液を塗工した紙の抄造直後及び経時
後でのサイズ度は不満足であった。又、アニオン性スチ
レン−アクリロニトリル系共重合体の水溶液以外の表面
サイズ剤で処理した場合においても抄造直後で満足の行
くサイズが得られなかった。即ち、本発明は置換度が
0.02〜0.05の第4級アミンでんぷん誘導体と反
応性サイズ剤のアルキルケテンダイマー系又は、アルケ
ニル無水コハク酸系サイズ剤とを内添した中性紙にアニ
オン性スチレン−アクリロニトリル系共重合体の水溶液
を塗工することを特徴とする中性紙の製造方法に関す
る。
【0008】本発明に使用する置換度が0.02〜0.
05の第4級アミンでんぷん誘導体とは、コーン、馬鈴
しょ、タピオカ、小麦等の植物源を材料とするでんぷん
に4級アンモニウム化合物を反応させ正電荷を持たせた
でんぷんであり、皮膜形成が良い利点を持っている。
又、置換度(D.S)は0.02〜0.05(無水グル
コース基100個あたり置換基が2個〜5個)の物であ
る。置換度が0.02未満である場合は十分なサイズ効
果が得られず、置換度が0.05を超えるとカチオン強
度が強すぎ抄紙・塗工時に塗工液の増粘を誘発させる点
で好ましくない。製造方法は、一般的な公知の加工条件
で製造されたもので分子量とカチオンの置換度のバラン
スを持たせた物を用いることができる。本発明で使用す
るアルキルケテンダイマー系サイズ剤としては、例えば
米国特許2785067号、特公昭55−37639号
に記載されているような有機ケテンの2量体を主成分と
するものが使用できる。
【0009】アルケニル無水コハク酸系サイズ剤として
は、例えば特公昭39−2305号に記載されているよ
うなものを使用することができる。アルキルケテンダイ
マー系又はアルケニル無水コハク酸系サイズ剤の添加量
は抄紙原料パルプに対して0.01〜0.30%が好ま
しい。0.01%未満では表面サイズ水溶液の浸透が多
く紙切れを起こすのみでなく十分なサイズ度が得られな
い。又0.03%より過剰に添加すると紙力低下及びマ
シン汚れ等の問題があると共に不経済でもある。本発明
で使用するアニオン性スチレン−アクリロニトリル系共
重合体の水溶液とは、スチレン及びスチレン誘導体から
選択されたスチレン系モノマーとアクリロニトリルを主
成分とする共重合体より得られ、他にブチルアルコール
等を添加して改質したものが好ましい。
【0010】本発明で使用することのできる第4級アミ
ンでんぷん誘導体としては例えばマーメイドC−50、
同C−80(何れも敷島スターチ(株)製商品名、タピ
オカでんぷん及び馬鈴しょでんぷん)等を挙げることが
できる。アルキルケテンダイマー系サイズ剤は例えば、
DS−70(BASF JAPAN製の商品名、自己定
着型カチオン系)、SPK一287(荒川化学(株)製
の商品名、カチオン系)Basoplast 215
D(BASF JAPAN製の商品名、自己定着型カチ
オン系)等を挙げることができる。アルケニル無水コハ
ク酸系サイズ剤は例えば、SA−801(荒川化学
(株)製商品名)、ファイブラン81(王子ナショナル
(株)製商品名)等を挙げることができる。アニオン性
スチレン−アクリロニトリル系共重合体としては、例え
ばBasoplast 415DS、同418D(何れ
もBASF JAPAN製商品名)等を挙げることがで
きる。
【0011】本発明のアニオン性スチレン−アクリロニ
トリル系共重合体の水溶液は単独に又は、でんぷん、強
塩基の塩等の導電剤、消泡剤、ポリビニールアルコー
ル、ラテックス、顔料、染料等と組合せ使用することが
できる。水溶液の調製は公知の方法によって適宜混合撹
はんし調製することができる。塗工の方法としては、サ
イズプレス、ゲートロールコータ等オンマシン塗布処理
装置を適宜選択して使用することができる。なお、中性
紙抄造にさいしては、填料、染料、サイズ定着剤、歩留
向上剤、各種紙力増強剤等、通常抄造に関して用いるこ
とのできる添加剤を適宜選択して含有させることもでき
る。上記の如くして、置換度が0.02〜0.05の第
4級アミンでんぷん誘導体とアルキルケテンダイマー系
サイズ剤、又はアルケニル無水コハク酸系サイズ剤を内
添した中性紙にアニオン性スチレン−アクリロニトリル
系共重合体の水溶液を塗工することにより抄造直後及び
経時によっても十分なサイズ度を示す中性紙を得ること
ができる。この中性紙は印刷用紙に限らず、広い用途に
向けることができ、電子写真用転写紙にも好適である。
【0012】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。
【0013】
【実施例1】下記内添薬品組成を下記含有量で含む坪量
64g/mの紙を手抄きし、湿紙に3.5Kg/cm
で5分間プレス後、105℃で3分間シリンダードラ
イヤーで乾燥した。 内添薬品組成 紙料、薬品添加量(%) ビーターによりカナダ標準ろ水度で394mlまで 叩解した広葉樹晒クラフトパルプ 100 染料 0.004 硫酸バンド 2.0 第4級アミンでんぷん(マーメイド C−50) 4.0 サイズ剤(SPK−287) 0.03 軽質炭酸カルシウム(TNC−C30) 10.0 歩留向上剤(ポリマスター R670S) 0.004 得られた手抄紙に対し下記の成分を下記含有量で含む表
面サイズ液を、塗布機(プロセサーSR)でサイズプレ
ス処理し、105℃のシリンダードライヤーで2パス乾
燥し試料を得た。 サイズ液薬品組成 薬品添加量(%) でんぷん(酵素変性タピオカでんぷん) 4.0 導電剤(Nacl) 0.2 表面サイズ剤(Basoplast 415DS) 0.15 これらの試料を、添加した表面サイズ剤の添加量の違い
によりそれぞれ、1−1、1−2、1−3、1−4とす
る。なお、サイズ液の吸液量は、他の実施例、比較例を
含め、48〜52g/mであった。
【0014】
【実施例2】実施例1で使用したサイズ剤アルキルケテ
ンダイマー系(SPK−287)の代りにアルケニル無
水コハク酸系(SA−801)を使用し実施例1と同様
に手抄紙を作成した。この手抄紙に表面サイズ剤を実施
例1と同様の方法でサイズプレス処理し試料を得た。こ
れらの試料を、添加した表面サイズ剤の添加量の違いに
より、それぞれ2−1、2−2、2−3、2−4とす
る。
【0015】
【比較例1】実施例1において、表面サイズ液の代りに
温水を使用し、同様の方法でサイズプレス処理して試料
を作成した。この試料を1−0とする。
【0016】
【比較例2】実施例2において、表面サイズ液の代りに
温水を使用し、同様の方法でサイズプレス処理し試料を
得た。この試料を2−0とする。
【0017】
【比較例3】実施例1及び実施例2の未サイズプレス手
抄紙を、下記薬品を下記含有量で含む表面サイズ液でサ
イズプレス処理し、実施例1と同様の方法で試料を得
た。 サイズ液薬品組成 薬品添加量(%) でんぷん(酵素変性タピオカでんぷん) 4.0 導電剤(Nacl) 0.2 表面サイズ剤 0.15 これらの試料を、内添サイズ剤の種類及び表面サイズ剤
の違いにより、3−1、3−2、3−3、3−4、3−
5、3−6とする。なお、比較例3の表面サイズ剤はい
ずれも市販品であり、その商品名は次のとおりである。 ポリマスターPm−1329(スチレン−アクリル系、
アニオン) バゾプラストPR−8530X(スチレン系、アニオ
ン) および バゾプラスト280D (アクリル系、カチオン) 以上の結果をまとめて表1〜2に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−185894(JP,A) 特開 平2−127594(JP,A) 特開 昭58−197397(JP,A) 特開 平4−363301(JP,A) 特開 平3−895(JP,A) 特開 昭47−11143(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D21H 11/00 - 27/42

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 でんぷん誘導体として置換度が0.02
    〜0.05の第4級アミンでんぷん誘導体を内添し、か
    つ内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー又はアル
    ケニル無水コハク酸を用いた中性紙に、アニオン性スチ
    レン−アクリロニトリル系共重合体の水溶液を塗工する
    ことを特徴とする中性紙の製造方法。
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