JP5102674B2 - 表面サイズ剤及びこれを塗工した紙 - Google Patents
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Description
( 1 ) スチレン類
( 2 ) アルキル(メタ)アクリレート類
( 3 ) ジアルキルジエステル類
( 4 ) ビニルエステル類
( 5 ) N−アルキル(メタ)アクリルアミド
( 6 ) メチルビニルエーテル
本発明の表面サイズ剤に必要に応じて配合することができる界面活性剤としては、乳化重合に適用できる公知の乳化剤あるいは分散剤が挙げられ、例えばカチオン性、非イオン性、両性又はアニオン性の界面活性剤やラジカル重合可能な界面活性剤であり、これらの群から選択される少なくとも1種を使用することができる。
本発明においては、酸性抄紙で抄造した原紙よりも中性抄紙で抄造した原紙のほうが本発明の表面サイズ剤の効果が大きく発現するため、中性抄紙で抄造した原紙が好ましい。この理由は、中性抄紙では主に炭酸カルシウムが填料として使用されカチオン性を示す硫酸バンドの使用量が少ないため、本発明のカチオン性の表面サイズ剤が紙の表面付近に留まりやすくなるためと考えられる。
[合成例1]
撹拌機、温度計、還流冷却管及び窒素導入管を付けた1リットルの四つ口フラスコにターシャリ−ブチルアクリレート35部、スチレン35部、ジメチルアミノエチルメタクリレート30部、アゾビスイソブチロニトリル2.5部及びイソプロピルアルコール44部を仕込み、80℃で3時間保持し、次いでアゾビスイソブチロニトリルを0.5部仕込み、さらに同温度で2時間保持した。次いで、90%酢酸12.7部(ジメチルアミノエチルメタクリレートに対して100モル%)及び水252部を加え、イソプロピルアルコールを留去した。その後、水48部及び4級化剤としてエピクロロヒドリン14.1部(ジメチルアミノエチルメタクリレートに対して80モル%)を仕込み、80℃で2時間保持した。その後、水で希釈し、固形分20%のカチオン性乳化剤(A−1)を得た。Mutek Particle Charge Detector 03及びポリビニルスルホン酸カリウム(PVSK)を用いて測定したpH7におけるカチオン化度は、1.18meq/g・solidであった。
使用した炭素数4〜12の分岐型アルキル基を有する(メタ)アクリレート(a1)の種類及び使用量、スチレン類(a2)の種類及び使用量、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート(a3)の種類及び使用量、4級化剤の種類及び使用量を表1に示すように変えた以外は合成例1と同様にしてカチオン性乳化剤(A−2)〜(A−4)及び(A’−1)〜(A’−4)を得た。得られたカチオン性共重合体のpH7におけるカチオン化度を表1に示す。
tBA:ターシャリ−ブチルアクリレート、IBMA:イソブチルメタクリレート、IDMA:イソデシルメタクリレート、EHA:2−エチルヘキシルアクリレート、St:スチレン、BA:ノルマル−ブチルアクリレート、MMA:メチルメタクリレート、DM:ジメチルアミノエチルメタクリレート、DEM:ジエチルアミノエチルメタクリレート、ECH:エピクロロヒドリン、BTO: ブチレンオキシド。
[実施例1]
合成例1と同様の反応器に、水162部、合成例1で得られたカチオン性共乳化剤(A−1)の水溶液250部(固形分として50部)、炭素数4〜12の分岐型アルキル基を有する(メタ)アクリレートとして2−エチルヘキシルメタクリレート40部及びイソデシルメタクリレート10部、その他のモノマーとしてノルマル−ブチルアクリレート25部及びスチレン25部、そして10%過硫酸アンモニウム5重量部を加え、窒素気流下で混合撹拌しながら80℃に昇温した。80℃で2時間保持して乳化重合を完結させ、固形分濃度25.0%の表面サイズ剤(B−1)を得た。
使用したカチオン性乳化剤[A]の種類及び使用量、疎水性モノマーの種類及び使用量を表2に示すように変えた以外は実施例1と同様にして表面サイズ剤(B−2)〜(B−8)を得た。なお、実施例5については、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテル(オキシエチレン付加モル数:20)を5部使用した。得られた表面サイズ剤の固形分濃度を表2に示す。
使用したカチオン性乳化剤[A]の種類及び使用量、疎水性モノマーの種類及び使用量を表2に示すように変えた以外は実施例1と同様にして表面サイズ剤(B’−1)〜(B’−5)を得た。得られた表面サイズ剤の固形分濃度を表2に示す。
EHMA:2−エチルヘキシルメタクリレート、IBMA:イソブチルメタクリレート、IDMA:イソデシルメタクリレート、tBA:ターシャリーブチルアクリレート、EHA:2−エチルヘキシルアクリレート、IBA:イソブチルアクリレート、BA:ノルマル−ブチルアクリレート、St:スチレン、LA:ラウリルアクリレート、MMA:メチルメタクリレート
[実施例9]
DIP(濾水度180ml)80部、TMP(濾水度100ml)15部、及び針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP、濾水度600ml)5部を混合離解して調製したパルプスラリーに、絶乾パルプを基準として炭酸カルシウムを5.0%添加し、ツインワイヤー型抄紙機にて坪量42g/m2となるように中性抄紙して原紙を得た。得られたオフセット印刷用新聞印刷用紙原紙は、紙面pHが6.5、灰分が12.2%(紙中炭酸カルシウム含有量10.3%)であった。この原紙にゲートロールコーターを用いて、ヒドロキシエチル化澱粉及び表面サイズ剤(B−1)からなる表面処理剤(ヒドロキシエチル化澱粉の固形分濃度6.0%、表面サイズ剤(B−1)の固形分濃度0.45%)をフェルト面、ワイヤー面の両面に均等に塗工して、オフセット印刷用新聞印刷用紙を得た。ヒドロキシエチル化澱粉と表面サイズ剤(B−1)の塗工量は、それぞれ0.40g/m2(片面)及び0.03g/m2(片面)であった。得られた新聞印刷用紙について、次に示す方法で、ドロップテスト、接触角、着肉性及び澱粉溶出量を測定した。その結果を表3に示す。
J.TAPPI 33の試験方法に準拠し、滴下水量1μLで測定した。数値が大きいほど、サイズ性が良好であることを示す。
FIBLO社製の自動接触角計を用いて、5μLの水を滴下し1秒後の接触角を測定した。数値が大きいほど、サイズ性が良好であることを示す。
オフセット輪転機を使用し、東洋インキ製造株式会社製のオフセット用エコインキである高粘度AFインキを使用し1万部印刷した。印刷サンプルの着肉性(印刷ムラ)を、目視にて以下の基準で評価した。
◎:印刷面にムラがなく、非常に均一な画像が得られている;
○:印刷面にムラがほとんどなく、均一な画像が得られている;
△:印刷面にムラが若干あり、画像が不均一である;
×:印刷面にムラがあり、画像が非常に不均一である。
2.5cm×30cmの長方形状に切った試験片について、アダムス・ウエット・ラブ計で30回水中を回転させ澱粉を溶出させた。水中に溶け出した澱粉量をバイオセンサー(王子計測機器株式会社製BF−5)を用いて測定し、紙中の澱粉量に対する百分率で示した。数値が小さいほど澱粉の溶出が少ないことを示す。
表面サイズ剤(B−1)の代わりに表面サイズ剤(B−2)〜(B−8)を用いた以外は、実施例6と同様に塗工及び評価を行った。結果を表3に示す。
表面サイズ剤(B−1)の代わりに、カチオン性乳化剤(A−1)を用いた以外は、実施例6と同様に塗工及び評価を行った。結果を表3に示す。
表面サイズ剤(B−1)の代わりに表面サイズ剤(B’−1)〜(B’−5)を用いた以外は、実施例6と同様に塗工及び評価を行った。結果を表3に示す。
Claims (4)
- 炭素数4〜12の分岐型アルキル基を有する(メタ)アクリレート(a1)と、スチレン類(a2)と、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート(a3)とを少なくとも含むモノマーの共重合体でありpH7でのカチオン化度が0.6〜1.3meq/g・solidであるカチオン性乳化剤[A]の存在下で、炭素数4〜12の分岐型アルキル基を有する(メタ)アクリレートを含む疎水性モノマーを少なくとも重合して得られる重合体[B]
を含有することを特徴とする表面サイズ剤。 - カチオン性乳化剤[A]100重量部に対して、該疎水性モノマーを25〜100重量部含有することを特徴とする請求項1に記載の表面サイズ剤。
- 請求項1又は2に記載の表面サイズ剤と、少なくとも1種類以上の変性澱粉類を原紙表面に塗工して得られることを特徴とする紙。
- 上記の原紙が、紙面pHが5〜7、灰分の含有量が6〜20重量%、炭酸カルシウムの含有量が5〜20重量%の中性新聞印刷用紙原紙であることを特徴とする請求項3に記載の紙。
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