JP7036073B2 - 表面紙力増強剤、塗工液、紙の製造方法 - Google Patents
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Description
AM:アクリルアミド
DMAA:N,N-ジメチルアクリルアミド
SMAS:メタリルスルホン酸ナトリウム
IA:イタコン酸 AA:アクリル酸
APS:過硫酸アンモニウム
ゲルパーメーションクロマトグラフィー(GPC)法により、以下の測定条件で(A)成分の重量平均分子量を測定した。なお、(A)成分がカチオン性の官能基を有する場合には、(A)成分の濃度1%水溶液を、48%水酸化ナトリウムを用いてpH=10~11に調整し、90℃で1時間加熱後、冷却し硫酸を用いてpH=6~7に調整した後に測定する。
(測定条件)
・装置:HLC8120GPC(東ソー(株)製)
・使用カラム:TSKgel ALPHA-M(東ソー(株)製)
・検出器:紫外可視検出器 UV-8020(東ソー(株)製)
RI検出器:示差屈折計(東ソー(株)製)
・展開溶媒:0.2M硝酸ナトリウム水溶液
・測定値:ポリエチレンオキシド換算値で得られた重量平均分子量を測定値とした。
(A)成分をイオン交換水で濃度10%になるように希釈し、温度25℃に調整した後、B型粘度計(東機産業(株)製)を用いて、粘度を測定した。
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素ガス導入管および2つの滴下ロートを備えた反応装置にイオン交換水522部を入れ、窒素ガスを通じて反応系内の酸素を除去した後、85℃まで加熱した。別途、滴下ロート(1)に50%のAM水溶液767.8部、DMAA5.6部、SMAS26.8部、IA3.7部を及びイオン交換水305部を仕込んだ。また、滴下ロート(2)にAPS1.5部およびイオン交換水150部を仕込んだ。次に、滴下ロート(1)および滴下ロート(2)より反応装置(I)に3時間かけて滴下した。滴下終了後、APS0.5部とイオン交換水10部を入れ、B型粘度計での推定粘度が550mPa・s(温度25℃、固形分濃度20%換算)程度となった時点で、重合を終了させて冷却し重合体(A-1)を得た。得られた重合体(A-1)(以下、(A-1)成分という)の重量平均分子量及び粘度を表1に示す(以下同様)。
実施例1と同様の方法で、表1に示すモノマー成分に変えて合成し、固形分濃度20%の(A-2)~(A-9)成分、(B-1)~(B-5)成分をそれぞれ得た。なお、(B-2)成分は製造中にゲル化したため、以降の評価に供さなかった。
予め硫酸アルミニウム・14~18水和物(和光純薬工業(株)製)10部及びイオン交換水990部を混合して、固形分濃度1%硫酸アルミニウム水溶液を調製した。次に、(A-1)成分5部(固形分:1部)及びイオン交換水45部を混合した後、前記硫酸アルミニウム水溶液50部を加えて、濁度測定用の水溶液(固形分濃度-(A)成分:1%、硫酸アルミニウム:0.5%)を調製した。また、(A-2)~(A-9)成分、(B-1)成分、(B-3)~(B-5)成分についても同様に水溶液を調製した。
上記水溶液を温度25℃に調整し、スターラーにて500rpmで撹拌した。濁度計(装置名:「ANALITE NEPHELOMETER 152」、McVan Instruments社製)を用いて、pHを高める場合は1%水酸化ナトリウム水溶液、pHを低くする場合は1%硫酸水溶液を、pHが0.1ずつ変化するように徐々に滴下し、pH6.5における濁度の値を測定した。濁度値が安定しない時は安定するまで待ち、安定したところの数値を濁度値とする。なお、濁度の値は、ホルマジン標準液(400NTU、和光純薬工業(株)製)を標準物質とした際の相対的な値であり、900nmの赤外光を利用した180度の散乱光を測定することにより示されたものである。また、実施例2及び比較例4の紙力増強剤を用いた濁度のグラフを図1に示す。結果を表1に示す。
(A-1)~(A-9)成分、(B-1)成分、(B-3)~(B-5)成分をイオン交換水で濃度が5%となるように希釈し、塗工液を調製した。
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)350mlに調整した原料パルプに、硫酸アルミニウム・14~18水和物を原料パルプの固形分重量に対して1.0%添加したスラリーを得た。その際の抄紙pHは6.5であった。次いで、スラリーをタッピ・シートマシンにて脱水し、5kg/cm2で2分間プレスした後、回転型乾燥機で105℃において4分間乾燥し、温度23℃、湿度50%の条件下に24時間調湿させて、原紙1を調製した。また別途、硫酸アルミニウム・14~18水和物を0.5%、2.0%及び5.0%添加した条件で原紙2~4、及びポリ塩化アルミニウムを1.0%添加した条件で原紙5もそれぞれ調製した。
原紙1にバーコーターを用いて、予め50℃に加温した各塗工液をそれぞれ原紙の両面に塗工した。105℃の回転式ドラムドライヤーで1分間乾燥させて塗工紙を得た。なお、本評価では、塗工液の固形付着量が1.5g/m2となるように塗工した。
前記の方法で原紙1を原紙2~5にそれぞれ変えて、(A-2)成分を用いて塗工紙をそれぞれ得た。
各塗工紙を用いて、JIS P 8126に準拠して測定し、比圧縮強度(N・m2/g)で示した。結果を表2に示す。
各塗工紙を用いて、JIS P 8113に準拠して測定し、比引張強度(N・m/g)で示した。結果を表2に示す。
Claims (8)
- (メタ)アクリルアミド(a1)、N置換(メタ)アクリルアミド類(a2)、スルホン酸基を有する不飽和モノマー(a3)、及びα,β-不飽和ジカルボン酸(a4)を含むモノマー成分(モノマー成分に、アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリレート、アセトアセトキシエチルメタクリレート、4-ビニルアセトアニリド及びアセトアセチルアクリルアミドから選ばれる1種以上を含むものを除く)の重合体(A)を含み、固形分濃度で(A)成分1重量%及び硫酸アルミニウム0.5重量%を含む水溶液のpH6.5における濁度が、70~1500NTUであり、
(A)成分の固形分濃度20重量%の水溶液におけるB型粘度計での粘度(温度25℃)が、50~1000mPa・sである表面紙力増強剤。 - モノマー成分の使用量が、(a1)成分72~97モル%、(a2)成分0.05~10モル%、(a3)成分0.8~10モル%及び(a4)成分0.1~15モル%である請求項1に記載の表面紙力増強剤。
- (a2)成分が、N,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミドを含む、請求項1又は2に記載の表面紙力増強剤。
- 前記モノマー成分が、更にα,β-不飽和モノカルボン酸(a5)を含む請求項1~3のいずれかに記載の表面紙力増強剤。
- (A)成分の重量平均分子量が、100,000~2,000,000である請求項1~4のいずれかに記載の表面紙力増強剤。
- 請求項1~5のいずれかに記載の表面紙力増強剤を含む塗工液。
- 請求項6に記載の塗工液を原紙の表面に塗工する紙の製造方法。
- 前記原紙がアルミニウム化合物を含む、請求項7の紙の製造方法。
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