JPH09228295A - 紙の加工処理剤 - Google Patents

紙の加工処理剤

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JPH09228295A
JPH09228295A JP5819996A JP5819996A JPH09228295A JP H09228295 A JPH09228295 A JP H09228295A JP 5819996 A JP5819996 A JP 5819996A JP 5819996 A JP5819996 A JP 5819996A JP H09228295 A JPH09228295 A JP H09228295A
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JP
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paper
acrylamide
urea
acid
meth
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JP5819996A
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English (en)
Inventor
Masahide Taniguchi
正秀 谷口
Kunio Takeuchi
邦雄 竹内
Junya Owatari
淳也 大渡
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Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 紙の表面強度、内部強度、耐水性等の表面紙
質を向上させる。 【解決手段】 二塩基性カルボン酸とポリアルキレンポ
リアミンを加熱縮合させて得られるポリアミド樹脂の存
在下に、(メタ)アクリルアミドと(メタ)アクリルア
ミドと共重合可能なビニルモノマーとのモノマー成分を
重合して得られるアクリルアミド系重合体(A)と尿素
類(B)および多価アルデヒド類(C)とを反応させて
得られる尿素−多価アルデヒド変性アクリルアミド系重
合体からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は紙の加工処理剤に関
し、詳しくは、特定の尿素−多価アルデヒド変性アクリ
ルアミド系重合体で紙を加工処理することによって優れ
たインキ受理性、印刷適性ならびに表面強度を有する紙
の加工処理剤に係る。
【0002】
【従来の技術】従来から、紙の加工処理剤としては、酸
性澱粉、自家製変性澱粉等の澱粉誘導体、ポリビニルア
ルコール、アクリルアミド系ポリマー、カルボキシメチ
ルセルロース等のセルロース系ポリマー、スチレン−マ
イレン酸共重合物、スチレン−アクリル系共重合物、ラ
テックス、酢ビ系ポリマー等が一般的に使用されてい
る。これらの表面加工剤の中でも酸化澱粉、ポリビニル
アルコール、アクリルアミド系ポリマーが多く用いられ
ている。特にアクリルアミド系ポリマーは優れた紙力増
強効果を備えているので、最近使用量が増加する傾向に
ある。
【0003】特開平5−302298号公報には、尿素
類の存在下にアクリルアミド類と、αβ−不飽和カルボ
ン酸、不飽和スルフォン酸及びそれらの塩類から選ばれ
たビニルモノマーを必須成分として重合したアクリルア
ミド系樹脂が表面強度、内部強度、耐水性などを向上さ
せうる旨の開示がある。また、特開平6−157679
号公報には、アクリルアミド系ポリマーを有効成分とし
てpH7以上で重合したポリマーが表面強度を向上しう
る旨、さらにまた特開平6−109692号公報には、
尿素の存在下にアクリルアミド類をαβ−不飽和酸を必
須成分とするアクリルアミド系樹脂と水溶性高分子とを
混合して成る表面紙質向上剤についての開示がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】最近、紙の原料は環境
問題から高歩留パルプの使用、再生古紙等の配合率の上
昇、南方材の使用、又は排水規制での抄紙マシンのクロ
ーズ化、生産性を向上させる抄紙マシンの高速化によ
り、内添薬品の効果が効き難くなってきている。また、
印刷技術の高級化、印刷速度の上昇、オフセット化、多
色印刷なども進行し、ますます印刷条件が厳しくなって
おり、最終紙製品に対する品質改善が迫られてきてお
り。これらの問題を解決するために、各種の表面加工剤
が多く使用されている。しかしながら、先に紹介した従
来の紙の加工処理剤は、一応の表面強度と印刷適性効果
を発揮するものの、必ずしも効果において充分でないの
が実状である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来公知
の紙の加工処理剤に優るとも劣らないインキ受理性、印
刷適性、表面強度を発揮する紙の加工処理剤の開発を目
指して、鋭意研究を重ねた結果、下記に示すような特定
の尿素−多価アルデヒド変性アクリルアミド系重合体が
顕著な効果を有していることを見出して本発明を完成さ
せた。即ち、本発明である紙の加工処理剤は、二塩基性
カルボン酸とポリアルキレンポリアミンを加熱縮合させ
て得られるポリアミド樹脂の存在下に(メタ)アクリル
アミドと(メタ)アクリルアミドと共重合可能なビニル
モノマー成分とを重合して得られるアクリルアミド系重
合体(A)と尿素類(B)及び多価アルデヒド類(C)
とを反応させて得られる尿素−多価アルデヒド変性重合
体である。
【0006】本発明のポリアミド樹脂は二塩基性カルボ
ン酸とポリアルキレンポリアミンとを、常法に従って温
度150〜250℃、一般には160〜210℃で縮合
して調製する。二塩基性カルボン酸としては、イタコン
酸とHOOC(CH2)mCOOH(mは1〜8の整
数)の分子構造を有する飽和二塩基酸、例えばマロン
酸、コハク酸、ピメリン酸、ヘベリン酸、アゼライン
酸、セバシン酸等が挙げられる。上記二塩基性カルボン
酸はこれらの一種を単独、又は二種以上を組み合わせて
使用できる。特にイタコン酸とアジピン酸との併用が最
適である。また、ポリアルキレンポリアミンとしては、
ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イミ
ノビスプロピルアミンなどが挙げられるが、工業的には
ジエチレントリアミンが好ましい。二塩基性カルボン酸
とポリアルキレンポリアミンのモル割合は、前者1モル
に対して後者が0.5〜1.2モル、好ましくは前者が
1モルに対して後者が07〜1モルの範囲である。
【0007】本発明のポリアミド樹脂としては、第二級
アミンの一部をメチルクロライド、ベンジルクロライ
ド、ジメチル硫酸、エピクロルヒドリン、グリシジルト
リメチルアンモニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒ
ドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド等
で反応させた樹脂も使用可能である。本発明のアクリル
アミド系重合体(A)は、ポリアミド樹脂の存在下に
(メタ)アクリルアミドと(メタ)アクリルアミドと共
重合可能なビニルモノマー成分とを重合して得られる重
合体である。ビニルモノマー成分としては、 (a)(メタ)アクリルアミド 70〜99.5モル% (b)アニオン性ビニルモノマー 0.5〜20.0モル% (c)(a)(b)と共重合可能なビニルモノマー 0〜10.0モル% のモノマー割合が好ましい。
【0008】上記アニオン性ビニルモノマー成分(b)
としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フ
マル酸、クロトン酸、イタコン酸、スチレン−スルフォ
ン酸、メタリルスルフォン酸、2−アクリルアミド−2
−メチルプロパンスルフォン酸等、及びそれらのナトリ
ウム、カリルム、アンモニウム塩が挙げられる。また、
前に(a)(b)と共重合可能なビニルモノマー(c)
としては、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アク
リレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)ア
クリルアミドなどの第3級アミン基を有するビニルモノ
マー又はそれらの塩酸、硫酸、硝酸、スルファミン酸等
の無機酸、もしくは有機酸の塩類、又は第3級アミン基
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、エピクロヒドリン、グリシジル
トリメチルイアンモニウムクロライド、3−クロロ−2
−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライ
ド等の4級化剤との反応によって得られる第4級アンモ
ニウム塩を含有するカチオン性ビニルモノマー類、(メ
タ)アクリル酸エステル、酢酸ビニル、アクリルニトリ
ル、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メ
チル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メ
タ)アクリルアミド等のノニオン(メタ)アクリルアミ
ド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド等のノニ
オン性ビニルモノマー類、メチロール(メタ)アクリル
アミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレ
ンビス(メタ)アクリルアミド、エチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、1,3,5トリアクリロイルヘ
キサヒドロ−S−トリアジンなどの架橋性ビニルモノマ
ー類が挙げられる。
【0009】本発明のポリアミド樹脂/モノマー成分と
の重量比は、2〜50%/50〜98%、好ましくは5
〜20%/80〜95%である。この範囲よりポリアミ
ド樹脂が多い場合にも少ない場合にもインキ受理性、印
刷適性と表面強度の効果が好ましくない。本発明のアク
リルアミド系重合体は、ポリアミド樹脂の水性分散液の
存在下で、重合開始剤として過酸化水素、過硫酸アンモ
ニウム、過硫酸カリ、アンモニウムハイドロパーオキサ
イド等の過酸化物、又はそれらの過酸化物と重亜硫酸塩
等の還元剤とを組み合わせたレドックス開始剤、あるい
は2,2−アゾビス(2−アミノジプロパン)塩酸塩等
の水溶性アゾ系重合開始剤等を加え、又必要に応じてイ
ソプロピルアルコール、アリルアルコール、次亜リン酸
ソーダ、リン酸ナトリウム、チオグリコール等の重合開
始剤、又は連鎖移動剤を適宜使用し、反応温度30〜9
0℃、1〜5時間反応させて目的とする重合体を得る。
又、本発明のポリアミド樹脂の存在下にビニルモノマー
成分を重合して得られるアクリルアミド系重合体(A)
と尿素類(B)及び多価アルデヒド類(C)との重合部
は(A)/(B)/(C)が100重量部/5〜50重
量部/0.1〜10重量部の範囲が好ましい。
【0010】上記尿素類としては、尿素、エチレン尿
素、チオ尿素などが挙げられるが、尿素が好ましい。
又、多価アルデヒド類(C)としては、グリオキザー
ル、グルタールアルデヒド、マロンアルデヒド、コハク
酸アルデヒド等が挙げられる。好ましくはグリオキザー
ルである。本発明の尿素−多価アルデヒド変性アクリル
アミド系重合体は、ポリアミド−アクリルアミド系重合
体と尿素類および多価アルデヒド類とを反応温度40〜
80℃、0.5〜5時間反応させて得る。
【0011】本発明の紙の加工処理剤は、インキ受理
性、印刷適性、表面強度等が改善された紙を提供する。
また上質紙、中質紙、情報産業用紙、新聞用紙、コート
原紙等の各種の紙に塗工することができる。本発明の紙
の加工処理剤を、紙や板紙に塗工するには、サイズブレ
ス、ゲートロールコータ、ブレードコータ、キャレンダ
ー、エアナイフコータなどが使用でき、その他スプレー
法、含浸法なども任意に採用することができる。本発明
の紙の加工処理剤には、この種の薬剤に通常添加されて
いる消泡剤、剥離剤、スライムコントロール剤等を必要
に応じて使用できる。また本発明の処理剤を他の公知の
処理剤、例えば澱粉、酸化澱粉、カチオン澱粉、エーテ
ル化澱粉等の澱粉誘導体、カルボキシメチルセルロース
等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、表面サ
イズ剤、染料等を併用しても構わない。本発明の紙の加
工処理剤の塗工液の濃度としては0.1〜10%で行わ
れるのが好ましい。
【0012】
【作用】本発明の紙の加工処理剤に認められる優れたイ
ンキ受理性、印刷適性、表面強度の向上能力が如何なる
作用機構によってもたらされるのか、現在のところ必ず
しも充分に解明されていない。しかし、ポリアミド樹脂
と(メタ)アクリルアミドを主成分とするビニルモノマ
ーを反応させ、更に多価アルデヒドと尿素類を反応させ
ることにより、分子中にポリアミド基を導入し、分岐架
橋構造を付与することにより優れたインキ受理性と印刷
適性及び表面強度が得られるものと推定される。
【0013】以下、本発明を更に具体的に説明するため
に、調製例、実施例、応用例を挙げるが、これらによ
り、本発明はなんら限定されるものではない。 <ポリアミド樹脂の調製例>
【調製例1】ジエチレントリアミン103g,イタコン
酸26g,アジピン酸116.8g水55gを混合攪拌
し、加熱し、水を一旦溜去した後、160〜180℃/
4時間反応を行い、反応終了後、水を加えて濃度50%
のポリアミド樹脂水溶性を得た。
【0014】
【調製例2】ジエチレントリアミン72.1g,イタコ
ン酸13g,アジピン酸131.4g、水46gを混合
攪拌し、加熱し、水を一旦溜去した後、160〜180
℃/4時間反応を行い、反応終了後水を加えて濃度50
%のポリアミド樹脂水溶液を得た。
【0015】
【調製例3】ジエチレントリアミン103g,アジピン
酸146g,水55gを混合攪拌し、加熱し、水を一旦
溜去した後、160〜180℃/4時間反応を行い、反
応終了後、水を加えて濃度50%のポリアミド樹脂水溶
液を得た。
【0016】<尿素−多価アルデヒド変性アクリルアミ
ド系重合体の製造例>
【製造例1】攪拌機、温度計、還流冷却器、及び窒素導
入管を装備した550m容4ツ口フラスコに調製例1の
ポリアミド樹脂(50%品)10g,40%ポリアクリ
ルアミド水溶液240g,イタコン酸4g,軟水245
gを仕込み、硫酸を用いてpH4に調製する。次にフラ
スコ内に窒素ガスを導入しながら攪拌下に、温度40℃
で過硫酸アンモニウムと重亜硫酸ソーダのレドックス触
媒を添加し、温度50〜80℃で2時間反応する。次に
温度を60℃に冷却し、尿素100gとグリオキザール
(40%品)1.25g添加し、50〜60℃/1時間
反応させて、表1に示す濃度20.2%の尿素−多価ア
ルデヒド変性アクリルアミド系重合体を得た。
【0017】
【製造例2〜10】ポリアミド樹脂とビニルモノマー成
分、尿素、多価アルデヒド類の使用割合乃至各々の組成
等については表Iに示す如く変更した以外は、調製例1
と同様な手法で表Iに示す尿素−多価アルデヒド変性ア
クリルアミド系重合体を得た。
【0018】
【表1】
【0019】
【実施例1〜7】ロールコーターを用いて、上質酸性紙
(坪量60g/m2)を予め水に塗工して水付着量を算
出する。水付着量により、樹脂付着量が0.5g/m2
になるように製造例1〜7の尿素−多価アルデヒド変性
アクリルアミド系重合体水溶性の濃度をそれぞれ1〜3
%水溶液とする。該水溶液をロールコーターを用いて塗
工する。塗工後、スチームドライヤー105℃/1分間
乾燥し、更に恒温恒湿室(温度20℃,湿度65%)で
24時間調湿する。この塗工紙を下記の方法で試験し
た。その試験結果を表IIに示す。
【0020】
【表2】
【0021】(1)IGTドライピック 使用試験機:熊谷理器工業(株)社製 TGT印刷適性
試験機 使用インキ:東洋インキ(株)社製 墨インキTV20 条 件:印圧50kg/m2 Aテンション (2)RIドライピック 使用試験機:明製作所(株)社製 RI印刷適性試験機 ニップ幅 30mm 使用インキ:オフセット用インキ TV15 方 法:RI印刷試験機を用いて印刷インキ1cc
3回重ね刷りを行い、ゴムロールに現れたピッキング
を別の台紙に裏とりし、そのピッキングを数える。 (3)RIウエットピック 使用試験機:明製作所(株)社製 RI印刷適性試験機 ニップ幅 30mm 使用インキ:オフセット用インキ TV15 方 法:RI印刷試験機を用いて、塗工紙表面を給
水ロールで湿らしてから、印刷インキ1cc 1回刷り
を行い、ゴムロールに現れたピッキングを別の台紙に裏
とりし、そのピッキングを数える。 (4)インキ受理性 使用試験機:RI印刷試験機 使用インキ:オフセット用インキ TV10 方 法:モントローで水を塗布した後、紙むけを起
こさない条件でベタ塗りを行い、インキ受理性(印刷さ
れた濃さ)を目視で観察する。 評価は5を優とし、1を劣として5段階評価を行った。
【0022】
【比較例1〜3】製造例8〜10を用いた以外は、製造
例1と同様の手法で塗工紙を作成した。その試験結果を
表IIに示す。
【0023】
【参考例1〜2】酸化澱粉(MS3800日本食品
(株)社製)とポリビニルアルコール(クラレ(株)社
製、PVA−117)を用いた以外は、製造例1と同様
の手法で塗工紙を作成した。その試験結果を表IIに示
す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二塩基性カルボン酸とポリアルキレンポ
    リアミンを加熱縮合させて得られるポリアミド樹脂の存
    在下に、(メタ)アクリルアミドと(メタ)アクリルア
    ミドと共重合可能なビニルモノマーとのモノマー成分を
    重合して得られるアクリルアミド系重合体(A)と尿素
    類(B)および多価アルデヒド類(C)とを反応させて
    得られる尿素−多価アルデヒド変性アクリルアミド系重
    合体からなることを特徴とする紙の加工処理剤。
  2. 【請求項2】 ポリアミド樹脂がイタコン酸を必須成分
    とする二塩基性カルボン酸とポリアルキレンポリアミン
    を加熱縮合させて得られることを特徴とする請求項1の
    紙の加工処理剤。
JP5819996A 1996-02-22 1996-02-22 紙の加工処理剤 Pending JPH09228295A (ja)

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Effective date: 20040519

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02