JPH10251993A - Surface coating agent for papermaking and surface coated paper - Google Patents

Surface coating agent for papermaking and surface coated paper

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JPH10251993A
JPH10251993A JP7041797A JP7041797A JPH10251993A JP H10251993 A JPH10251993 A JP H10251993A JP 7041797 A JP7041797 A JP 7041797A JP 7041797 A JP7041797 A JP 7041797A JP H10251993 A JPH10251993 A JP H10251993A
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JP
Japan
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paper
carboxyl group
coating agent
water
aluminum
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JP7041797A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Yokoya
賢治 横谷
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Arakawa Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Arakawa Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain surface coating agent for papermaking, having low solubility to water, excellent in paper strength and printability by compounding a specific polyamide copolymer with a water-soluble aluminum compound. SOLUTION: One to fifty mol% of a carboxyl group-vinyl monomer containing 50-99mol% acrylamide and 1-50mol% carboxyl group-containing vinyl monomer is copolymerized with 0-40mol% vinyl monomer other than the above monomer to provide a carboxyl group-containing polyacrylamide copolymer. The copolymer is compounded with at least one kind of water-soluble aluminum selected from aluminum sulfate, aluminum chloride, basic aluminum sulfate, basic aluminum chloride, aluminum sulfate silicate, etc., in 1-200 equivalent amount (as aluminum atom) based on 100 equivalent carboxyl group of the copolymer to prepare the objective coating agent having <=5wt.% solid content concentration of the acrylamide copolymer and pH2-7. The coating agent is applied to a paper substrate by a gate roll system to provide the objective coated paper.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は各種の紙、板紙の表
面塗工に用いられる製紙用表面塗工剤および当該製紙用
表面塗工剤により表面塗工された表面塗工紙に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a papermaking surface coating agent used for surface coating of various papers and paperboards, and a surface coated paper surface-coated with the papermaking surface coating agent.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、製紙工業界においては、紙表
面を、澱粉、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミ
ドなどの表面塗工剤により処理して、紙の印刷適性を向
上させている。前記表面塗工剤のなかでポリアクリルア
ミド系の表面塗工剤は澱粉やポリビニルアルコール系の
表面塗工剤に比べて少量の塗工で紙の表面強度を向上で
きる点で優れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the papermaking industry, the paper surface is treated with a surface coating agent such as starch, polyvinyl alcohol and polyacrylamide to improve the printability of the paper. Among the surface coating agents, polyacrylamide-based surface coating agents are superior to starch and polyvinyl alcohol-based surface coating agents in that the surface strength of paper can be improved with a small amount of coating.

【0003】しかし、前記表面塗工剤は水へ溶解し易い
ため、湿し水を使用するオフセット印刷では紙表面上に
塗工した表面塗工剤が印刷時に溶け出し、紙表面の粘着
性の増加や湿潤時の表面強度の低下が起こり、印刷機の
ブランケットロールの汚れが生じ易いという問題があ
る。
[0003] However, since the surface coating agent is easily dissolved in water, in offset printing using dampening solution, the surface coating agent applied on the paper surface dissolves during printing and the adhesiveness of the paper surface is reduced. There is a problem that the increase in the surface strength or the decrease in the surface strength when wet occurs, and the blanket roll of the printing press is easily stained.

【0004】近年では、抄紙速度の増加に伴い、塗工方
式が、従来、主に採用されていた2本ロールサイズプレ
ス等から、ゲートロールサイズプレスやシムサイズプレ
ス等の紙表面へのフィルム転写方式に換わり、表面塗工
剤を紙表面層にのみ塗工して効率的に紙表面強度を向上
できるようになっている。しかし、フィルム転写方式に
よりポリアクリルアミド系の表面塗工剤を塗工した場
合、紙表面層に局在する該表面塗工剤が溶解しやすいた
め、オフセット印刷に用いる場合にブランケットロール
汚れなど、印刷時の操業性に多大な悪影響を及ぼす。
[0004] In recent years, with the increase in papermaking speed, a coating method has been used to transfer a film from a conventionally used two roll size press or the like to a paper surface such as a gate roll size press or a shim size press. Instead of this method, a surface coating agent is applied only to the paper surface layer so that the paper surface strength can be efficiently improved. However, when a polyacrylamide-based surface coating agent is applied by a film transfer method, since the surface coating agent localized in the paper surface layer is easily dissolved, when used for offset printing, blanket roll stains and the like are printed. The operability at the time is greatly affected.

【0005】このようなポリアクリルアミド系の表面塗
工剤の水への溶解性を抑える手段としては、たとえば、
グリオキザールを併用したりN−メチロール(メタ)ア
クリルアミドを共重合した熱架橋性のものを使用するこ
とが知られている。しかし、これらのものは、塗工後の
乾燥時に与えられる熱量では熱架橋が不十分となり、目
的を十分に達成し得ない。また、架橋剤として、各種の
ジルコニウム系化合物、亜鉛系化合物が知られている
が、これらは混合後の粘度安定性が著しく不良であるこ
と及び高価であることから一般紙にはほとんど用いられ
ない。
Means for suppressing the solubility of such a polyacrylamide-based surface coating agent in water include, for example,
It is known to use a thermally crosslinkable resin in which glioxal is used in combination or N-methylol (meth) acrylamide is copolymerized. However, in these products, thermal crosslinking is insufficient with the amount of heat given at the time of drying after coating, and the object cannot be sufficiently achieved. Also, various zirconium-based compounds and zinc-based compounds are known as a crosslinking agent, but these are hardly used in general paper because their viscosity stability after mixing is extremely poor and expensive. .

【0006】また、カルボキシル基を含有しないポリア
クリルアミドと水溶性アルミニウム化合物を含む混合物
を製紙用塗工剤として用いることは知られているが、か
かる製紙用塗工剤では、ポリアクリルアミドの水への溶
解性は低下せず、また紙力効果も高くない(特公昭47
−12883号公報)。
[0006] It is known that a mixture containing polyacrylamide containing no carboxyl group and a water-soluble aluminum compound is used as a coating agent for papermaking. However, in such a coating agent for papermaking, a mixture of polyacrylamide in water is used. The solubility does not decrease and the paper strength effect is not high.
-12883 publication).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、紙力強度に
優れ、しかも水への溶解性の低いポリアクリルアミド系
の表面塗工剤および表面塗工紙を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polyacrylamide-based surface coating agent and a surface-coated paper having excellent paper strength and low solubility in water.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本願発明者らは、前記課
題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、カルボキシル基
含有ポリアクリルアミドと水溶性アルミニウム化合物を
含む水性液を紙表面に塗工した場合、アルミニウムとポ
リアクリルアミド中のカルボキシル基が反応して、表面
強度が向上し、水への溶解性が大幅に減少することを見
出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above problems, and as a result, have found that an aqueous liquid containing a carboxyl group-containing polyacrylamide and a water-soluble aluminum compound is applied to the paper surface. The present inventors have found that aluminum reacts with a carboxyl group in polyacrylamide to improve the surface strength and greatly reduce the solubility in water, thereby completing the present invention.

【0009】すなわち、本発明は、カルボキシル基含有
ポリアクリルアミド及び水溶性アルミニウム化合物を含
有する水性液からなる製紙用表面塗工剤、ならびに前記
製紙用表面塗工剤を紙表面に塗工した表面塗工紙に関す
る。
That is, the present invention provides a paper coating surface coating composition comprising an aqueous liquid containing a carboxyl group-containing polyacrylamide and a water-soluble aluminum compound, and a surface coating composition obtained by coating the paper coating surface coating composition on a paper surface. Regarding papermaking.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明のカルボキシル基含有ポリ
アクリルアミドは、アクリルアミドを主成分としてなる
ポリアクリルアミドであって、分子中にカルボキシル基
を有しているものであれば特に制限なく使用できる。か
かる本発明のカルボキシル基含有ポリアクリルアミドと
しては、たとえば、アクリルアミド、カルボキシル基含
有ビニルモノマー、および必要により前記以外のビニル
モノマーを共重合した共重合体があげられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The carboxyl group-containing polyacrylamide of the present invention is a polyacrylamide containing acrylamide as a main component and can be used without any particular limitation as long as it has a carboxyl group in the molecule. Examples of the carboxyl group-containing polyacrylamide of the present invention include acrylamide, a carboxyl group-containing vinyl monomer, and a copolymer obtained by copolymerizing a vinyl monomer other than the above as required.

【0011】アクリルアミドの使用割合は、ビニルモノ
マーの総モル和に対して、通常50〜99モル%程度が
好ましい。アクリルアミドの使用割合の下限としては7
0モル%、上限としては98モル%がより好ましい。な
お、アクリルアミドの使用割合が50モル%未満では、
紙力強度が十分でない。
The proportion of acrylamide to be used is usually preferably about 50 to 99 mol% based on the total mol of vinyl monomers. The lower limit of the use ratio of acrylamide is 7
0 mol%, and more preferably 98 mol% as the upper limit. If the use ratio of acrylamide is less than 50 mol%,
Paper strength is not enough.

【0012】カルボキシル基含有ビニルモノマーとして
は、(メタ)アクリル酸{(メタ)アクリル酸とはアク
リル酸および/またはメタクリル酸を意味する。以下
(メタ)とは同様の意味である。}、クロトン酸、(メ
タ)アリルカルボン酸等のモノカルボン酸、イタコン
酸、マレイン酸、フマール酸、ムコン酸等のジカルボン
酸等、またはこれら各種有機酸のナトリウム塩、カリウ
ム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩等があげられ
る。これらのなかでも、(メタ)アクリル酸、イタコン
酸が好ましい。
As the carboxyl group-containing vinyl monomer, (meth) acrylic acid {(meth) acrylic acid means acrylic acid and / or methacrylic acid. Hereinafter, (meta) has the same meaning.モ ノ, monocarboxylic acids such as crotonic acid and (meth) allyl carboxylic acid, dicarboxylic acids such as itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and muconic acid; and alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts of these various organic acids. , Ammonium salts and the like. Among these, (meth) acrylic acid and itaconic acid are preferred.

【0013】カルボキシル基含有ビニルモノマーの使用
割合は、ビニルモノマーの総モル和に対して、通常1〜
50モル%程度が好ましい。カルボキシル基含有ビニル
モノマーの使用割合の下限としては2モル%、上限とし
ては10モル%がより好ましい。カルボキシル基含有ビ
ニルモノマーの使用割合が1モル%未満では、紙力強度
が十分でなく、また、アルミニウム化合物との反応が不
十分で、製紙用表面塗工剤を紙表面に塗工、乾燥した後
のポリアクリルアミドの水への溶解性を十分に改良し難
い。
The proportion of the carboxyl group-containing vinyl monomer to be used is usually 1 to 1 relative to the total mole of the vinyl monomer.
About 50 mol% is preferable. The lower limit of the use ratio of the carboxyl group-containing vinyl monomer is more preferably 2 mol%, and the upper limit is more preferably 10 mol%. When the use ratio of the carboxyl group-containing vinyl monomer is less than 1 mol%, the paper strength is not sufficient, and the reaction with the aluminum compound is insufficient, and the paper surface coating agent is applied to the paper surface and dried. It is difficult to sufficiently improve the solubility of the subsequent polyacrylamide in water.

【0014】前記以外のビニルモノマーとしては、各種
のものがあげられる。たとえば、アニオン性ビニルモノ
マーとしてはビニルスルホン酸、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、
(メタ)アリル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、カリウム塩等のア
ルカリ金属塩、アンモニウム塩等があげられる。カチオ
ン性ビニルモノマーとしては、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
ビニルモノマー等があげられる。また、ノニオン性ビニ
ルモノマーとしては、カルボキシル基含有ビニルモノマ
ーまたは前記アニオン性ビニルモノマーのアルキルエス
テル(アルキル基の炭素数1〜8)、アクリロニトリ
ル、スチレン類、酢酸ビニル、メチルビニルエーテル、
N−ビニルピロリドンなどが挙げられる。また、N,N
−ジメチル(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、N−メチル(メタ)アクリル
アミド、N−エチル(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、N−t−ブチル(メ
タ)アクリルアミドなどのN−置換(メタ)アクリルア
ミド類があげられる。
As the vinyl monomer other than the above, various ones can be mentioned. For example, anionic vinyl monomers include vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid,
2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid,
Organic sulfonic acids such as (meth) allylsulfonic acid; and alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt of these various organic acids, and ammonium salts. Examples of the cationic vinyl monomer include dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, and diethylaminopropyl (meth)
Vinyl monomers having a tertiary amino group such as acrylamide or salts thereof of inorganic or organic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and acetic acid, or the tertiary amino group-containing vinyl monomer and methyl chloride, benzyl chloride,
A vinyl monomer containing a quaternary ammonium salt obtained by a reaction with a quaternizing agent such as dimethyl sulfate or epichlorohydrin is exemplified. Examples of the nonionic vinyl monomer include a carboxyl group-containing vinyl monomer or an alkyl ester of the anionic vinyl monomer (alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), acrylonitrile, styrenes, vinyl acetate, methyl vinyl ether,
N-vinylpyrrolidone and the like can be mentioned. Also, N, N
-Dimethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, Nt-butyl (meth) acrylamide, etc. N-substituted (meth) acrylamides may be mentioned.

【0015】さらには、前記以外のビニルモノマーとし
て、多官能性モノマーを使用することもできる。多官能
性モノマーとしては、エチレングリコールジ(メタ)ア
クリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレ
ート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート
等のジ(メタ)アクリレート類、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、ヘキサメチレンビス(メタ)アクリルアミド等のビ
ス(メタ)アクリルアミド類、アジピン酸ジビニル、セ
バシン酸ジビニル等のジビニルエステル類、アリルメタ
クリレート、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアンモ
ニウム、ジアリルフタレート、ジアリルクロレンデー
ト、ジビニルベンゼン、N,N−ジアリルアクリルアミ
ド等の2官能性ビニルモノマー、1,3,5−トリアク
リロイルヘキサヒドロ−S−トリアジン、トリアリルイ
ソシアヌレート、トリアリルアミン、トリアリルトリメ
リテート等の3官能性ビニルモノマー、テトラメチロー
ルメタンテトラアクリレート、テトラアリルピロメリテ
ート、N,N,N’,N’−テトラアリル−1,4−ジ
アミノブタン、テトラアリルアミン塩、テトラアリルオ
キシエタン等の4官能性ビニルモノマー、その他にN−
メチロールアクリルアミド等があげられる。
Further, as the vinyl monomer other than the above, a polyfunctional monomer can be used. Examples of the polyfunctional monomer include di (meth) acrylates such as ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, and triethylene glycol di (meth) acrylate, and methylene bis (meth) acrylate.
Bis (meth) acrylamides such as acrylamide, ethylenebis (meth) acrylamide and hexamethylenebis (meth) acrylamide, divinyl esters such as divinyl adipate and divinyl sebacate, allyl methacrylate, diallylamine, diallyldimethylammonium, diallyl phthalate, Bifunctional vinyl monomers such as diallylchlorendate, divinylbenzene, N, N-diallylacrylamide, 1,3,5-triacryloylhexahydro-S-triazine, triallyl isocyanurate, triallylamine, triallyl trimellitate Trifunctional vinyl monomers such as tetramethylolmethanetetraacrylate, tetraallyl pyromellitate, N, N, N ', N'-tetraallyl-1,4-diaminobutane, tetraa Triethanolamine salt, 4-functional vinyl monomers such as tetraallyloxyethane, other N-
Methylol acrylamide and the like can be mentioned.

【0016】かかる必要に応じて用いられるビニルモノ
マーの使用割合は、ビニルモノマーの総モル和に対し
て、0〜40モル%程度が好ましい。ただし、多官能性
モノマーは0〜5モル%程度とするのが好ましい。
The proportion of the vinyl monomer used as required is preferably about 0 to 40 mol% based on the total mole of the vinyl monomer. However, the amount of the polyfunctional monomer is preferably about 0 to 5 mol%.

【0017】なお、アクリルアミド、カルボキシル基含
有ビニルモノマー、および必要により前記以外のビニル
モノマーを共重合してカルボキシル基含有ポリアクリル
アミドを製造する方法は、通常の手段を採用できる。例
えば、所定の反応容器に前記各種モノマーおよび水を仕
込み、ラジカル重合開始剤を加え、攪拌下、加温するこ
とにより目的とするカルボキシル基含有ポリアクリルア
ミドを得ることができる。反応温度は、通常50〜10
0℃程度、反応時間は1〜5時間程度である。その他、
モノマーの仕込み方法は同時重合、連続滴下重合等の従
来公知の各種方法により行うことができる。ラジカル重
合開始剤としては、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使用できる。ま
た、前記ラジカル重合開始剤には、アゾ系開始剤を用い
てもよい。ラジカル重合開始剤の使用量は、ビニルモノ
マーの総重量和の0.05〜2.0重量%程度である。
The method for producing a carboxyl group-containing polyacrylamide by copolymerizing acrylamide, a carboxyl group-containing vinyl monomer and, if necessary, a vinyl monomer other than the above-mentioned ones, can employ conventional means. For example, the desired carboxyl group-containing polyacrylamide can be obtained by charging the above various monomers and water into a predetermined reaction vessel, adding a radical polymerization initiator, and heating under stirring. The reaction temperature is usually 50 to 10
The reaction time is about 0 ° C. and the reaction time is about 1 to 5 hours. Others
The monomer can be charged by various conventionally known methods such as simultaneous polymerization and continuous drop polymerization. As the radical polymerization initiator, a normal radical polymerization initiator such as a persulfate such as potassium persulfate or ammonium persulfate, or a redox polymerization initiator in the form of a combination thereof with a reducing agent such as sodium bisulfite is used. it can. Further, an azo-based initiator may be used as the radical polymerization initiator. The amount of the radical polymerization initiator used is about 0.05 to 2.0% by weight of the total weight of the vinyl monomers.

【0018】カルボキシル基含有ポリアクリルアミドの
重量平均分子量は、通常、10万〜500万程度であ
り、粘度は、通常、固形分10〜35重量%で2000
0cps程度(25℃)以下の性状である。
The weight average molecular weight of the carboxyl group-containing polyacrylamide is usually about 100,000 to 5,000,000, and the viscosity is usually 2,000 to 10% to 35% by weight on a solid basis.
It has a property of about 0 cps or less (25 ° C.).

【0019】本発明の水溶性アルミニウム化合物として
は、各種のものを使用できるが、硫酸アルミニウム、塩
化アルミニウム、塩基性硫酸アルミニウム、塩基性塩化
アルミニウム、硫酸珪酸アルミニウムおよびそれらの重
合体から選ばれるいずれか少なくとも1種を使用するの
が好ましい。これら例示した水溶性アルミニウム化合物
のなかでも、コスト面から硫酸アルミニウムが特に好ま
しい。
As the water-soluble aluminum compound of the present invention, various compounds can be used, and any one selected from aluminum sulfate, aluminum chloride, basic aluminum sulfate, basic aluminum chloride, aluminum sulfate silicate and a polymer thereof is used. It is preferred to use at least one. Among these exemplified water-soluble aluminum compounds, aluminum sulfate is particularly preferred from the viewpoint of cost.

【0020】水溶性アルミニウム化合物は前記カルボキ
シル基含有ポリアクリルアミドのなかのカルボキシル基
と反応させて、製紙用表面塗工剤を紙表面に塗工、乾燥
した後の当該ポリアクリルアミドの水への溶解性を低減
させるものである。そのため、水溶性アルミニウム化合
物の使用量は、カルボキシル基含有ポリアクリルアミド
のカルボキシル基100当量に対し、アルミニウム原子
として1〜200当量が好ましく、下限としては10当
量、上限としては100当量がより好ましい。水溶性ア
ルミニウム化合物の使用量が、1当量より少ない場合に
はポリアクリルアミドの水への溶解性を低減し難く、ま
た200当量より多い場合には全固形分当たりの紙力効
果が不十分となる。
The water-soluble aluminum compound is reacted with a carboxyl group in the carboxyl group-containing polyacrylamide to apply a paper coating surface coating agent on the paper surface and, after drying, dissolves the polyacrylamide in water. Is to be reduced. Therefore, the amount of the water-soluble aluminum compound to be used is preferably 1 to 200 equivalents as an aluminum atom, 100 equivalents as the lower limit, and 100 equivalents as the upper limit, based on 100 equivalents of the carboxyl group of the carboxyl group-containing polyacrylamide. If the amount of the water-soluble aluminum compound is less than 1 equivalent, it is difficult to reduce the solubility of polyacrylamide in water, and if it is more than 200 equivalents, the paper strength effect per total solid content is insufficient. .

【0021】本発明の製紙用表面塗工剤は、前記カルボ
キシル基含有ポリアクリルアミドおよび水溶性アルミニ
ウム化合物を含有する水性液であり、各成分の使用量が
前記範囲となるように適宜に調製して製造できるが、必
要に応じ、無機酸、有機酸あるいは、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、アンモニア等のアルカリを添加
し、当該カルボキシル基含有ポリアクリルアミドの水溶
液のpHを2〜7に調整したあと、水溶性アルミニウム
化合物と混合し、pH2〜7の水性液からなる製紙用表
面塗工剤を調製するのが好ましい。
The paper coating surface coating composition of the present invention is an aqueous liquid containing the carboxyl group-containing polyacrylamide and a water-soluble aluminum compound, and is appropriately prepared so that the amounts of the respective components fall within the above ranges. Although it can be produced, if necessary, an inorganic acid, an organic acid or an alkali such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or ammonia is added to adjust the pH of the aqueous solution of the carboxyl group-containing polyacrylamide to 2 to 7, It is preferable to mix with a water-soluble aluminum compound to prepare a papermaking surface coating agent comprising an aqueous liquid having a pH of 2 to 7.

【0022】また、製紙用表面塗工剤として用いる水性
液中のカルボキシル基含有ポリアクリルアミドの濃度
は、通常40重量%程度以下であるが、製紙用表面塗工
剤の保存安定性を考慮すれば5重量%程度以下とするの
が好ましい。また、使用時に、0.1〜5重量%程度に
希釈された当該カルボキシル基含有ポリアクリルアミド
の水溶液に水溶性アルミニウム化合物を混合してもよ
い。さらには必要に応じ、いわゆる表面サイズ剤や防滑
剤、滑剤、消泡剤等各種の添加剤を混合してもよい。表
面サイズ剤としては、スチレン−(メタ)アクリル酸共
重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、(ジ)イソブ
チレン−マレイン酸共重合体、直鎖α−オレフィン−マ
レイン酸共重合体及びそれらのアルカリ金属塩、アンモ
ニウム塩、またはスチレン−アクリル酸エステル共重合
体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、
アルキルケテンダイマーなどのエマルションなどが挙げ
られる。
The concentration of the carboxyl group-containing polyacrylamide in the aqueous liquid used as the papermaking surface coating agent is usually about 40% by weight or less, but considering the storage stability of the papermaking surface coating agent. It is preferable that the content be about 5% by weight or less. At the time of use, a water-soluble aluminum compound may be mixed with the aqueous solution of the carboxyl group-containing polyacrylamide diluted to about 0.1 to 5% by weight. Further, if necessary, various additives such as a so-called surface sizing agent, an anti-slip agent, a lubricant and an antifoaming agent may be mixed. Examples of the surface sizing agent include styrene- (meth) acrylic acid copolymer, styrene-maleic acid copolymer, (di) isobutylene-maleic acid copolymer, linear α-olefin-maleic acid copolymer and the like. Alkali metal salt, ammonium salt, or styrene-acrylate copolymer, acrylonitrile-acrylate copolymer,
Emulsions such as alkyl ketene dimer and the like can be mentioned.

【0023】こうして得られた製紙用表面塗工剤は、表
面塗工紙を製造するための紙、板紙の表面処理に用いら
れる。紙、板紙としては、新聞巻取紙、筆記用紙、壁
紙、PPC用紙、インクジェット用紙、印刷用紙や、ラ
イナー、白ボール等の各種のものがあげられるが、本発
明の製紙用表面塗工剤は、近年、軽量化が進み、カラー
印刷が増加し、厳しい印刷適性が要求されているといっ
た点から、特に新聞巻取紙の表面塗工剤として有用であ
る。また、紙表面の塗工方法としては、各種の方式を採
用できる。たとえば、含浸法、バーコーター法、カレン
ダー法、スプレー法、二本ロールサイズプレス等の方
式、ゲートロールサイズプレス、シムサイズプレス等の
フィルム転写方式等が挙げられる。また、製紙用表面塗
工剤の塗工量は通常は0.001〜2g/m2 (固形
分)程度、好ましくは0.005〜1g/m2 である。
The surface coating agent for paper making thus obtained is used for surface treatment of paper and paperboard for producing surface coated paper. Examples of paper and paperboard include newspaper rolls, writing paper, wallpaper, PPC paper, inkjet paper, printing paper, and various types such as liners, white balls, and the like. It is particularly useful as a surface coating agent for newsprint paper because of the fact that weight reduction has progressed, color printing has increased, and strict printability has been required. Various methods can be adopted as a method of coating the paper surface. For example, a method such as an impregnation method, a bar coater method, a calendar method, a spray method, a two-roll size press, or a film transfer method such as a gate roll size press or a shim size press can be used. The coating amount of the papermaking surface coating agent is usually about 0.001 to 2 g / m 2 (solid content), and preferably 0.005 to 1 g / m 2 .

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の製紙用表面塗工剤は、紙力強度
に優れ、しかも紙表面へ塗工、乾燥した後には、水への
溶解性が低いため、表面塗工剤を塗工した表面塗工紙を
オフセット印刷に用いた場合、印刷適性が優れ、印刷時
の操業トラブルが無く、印刷物の品質も優れる。そのた
め、ゲートロールサイズプレス等のフィルム転写方式に
より、表面塗工剤を紙表面に多量に塗工することもでき
る。
EFFECT OF THE INVENTION The surface coating agent for papermaking of the present invention is excellent in paper strength, and has low solubility in water after coating and drying on the paper surface. When the coated surface coated paper is used for offset printing, the printability is excellent, there is no operation trouble at the time of printing, and the quality of the printed matter is excellent. Therefore, a large amount of the surface coating agent can be applied to the paper surface by a film transfer method such as a gate roll size press.

【0025】[0025]

【実施例】以下に実施例を示して本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。なお、各例中の部および%は特記ない限り重
量基準である。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. Parts and% in each example are based on weight unless otherwise specified.

【0026】合成例1 温度計、還流冷却管および窒素導入管を備えた四つ口フ
ラスコにアクリルアミド100部(モノマー総モル和に
対し95モル%)、アクリル酸5.3部(5モル%)、
イソプロピルアルコール5.3部およびイオン交換水4
00部を仕込み、窒素ガスを通じて反応系内の酸素を除
去した。系内を40℃にし、撹拌下に重合開始剤として
過硫酸アンモニウム0.3部及び亜硫酸水素ナトリウム
0.2部を投入した。発熱により重合の開始を確認し、
反応液温が90℃に達した後、2時間保温した。重合終
了後、イオン交換水15.4部を投入し、pH2.8、
ポリマー濃度20%、粘度3500cpsのカルボキシ
ル基含有ポリアクリルアミド水溶液(以下、PAM−A
という)を得た。
Synthesis Example 1 In a four-necked flask equipped with a thermometer, a reflux condenser and a nitrogen inlet tube, 100 parts of acrylamide (95 mol% based on the total mol of monomers), 5.3 parts of acrylic acid (5 mol%) ,
5.3 parts of isopropyl alcohol and ion-exchanged water 4
Then, 00 parts were charged, and oxygen in the reaction system was removed through nitrogen gas. The temperature in the system was adjusted to 40 ° C., and 0.3 parts of ammonium persulfate and 0.2 parts of sodium bisulfite were charged as a polymerization initiator with stirring. The start of polymerization is confirmed by heat generation,
After the temperature of the reaction solution reached 90 ° C., the temperature was kept for 2 hours. After the completion of the polymerization, 15.4 parts of ion-exchanged water was added, and pH 2.8 and
Carboxyl group-containing polyacrylamide aqueous solution having a polymer concentration of 20% and a viscosity of 3500 cps (hereinafter referred to as PAM-A
).

【0027】合成例2 合成例1と同様の反応器にアクリルアミド65部(5
7.2モル%)、アクリロニトリル25部(29.5モ
ル%)、アクリル酸15.3部(13.3モル%)、イ
ソプロピルアルコール5.3部およびイオン交換水40
2部を仕込み、合成例1と同様に重合を行なった。重合
終了後、48%水酸化ナトリウム水溶液14.1部を投
入し、pH5.8、ポリマー濃度20%、粘度3050
cpsのカルボキシル基含有ポリアクリルアミド水溶液
(以下、PAM−Bという)を得た。
Synthesis Example 2 65 parts of acrylamide (5 parts) were placed in the same reactor as in Synthesis Example 1.
7.2 mol%), acrylonitrile 25 parts (29.5 mol%), acrylic acid 15.3 parts (13.3 mol%), isopropyl alcohol 5.3 parts and ion-exchanged water 40
Two parts were charged and polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1. After the completion of the polymerization, 14.1 parts of a 48% aqueous sodium hydroxide solution was added, and the pH was 5.8, the polymer concentration was 20%, and the viscosity was 3050.
An aqueous solution of cps carboxyl group-containing polyacrylamide (hereinafter referred to as PAM-B) was obtained.

【0028】比較合成例1 合成例1と同様の反応器にアクリルアミド100部(9
6.6モル%)、N−メチロールアクリルアミド5部
(3.4モル%)、イソプロピルアルコール5部、48
%苛性ソーダ0.8部およびイオン交換水400部を仕
込み、合成例1と同様に重合を行なった。重合終了後、
イオン交換水14.2部を投入し、pH7.8、ポリマ
ー濃度20%、粘度6800cpsのカルボキシル基非
含有ポリアクリルアミド水溶液(以下、PAM−Cとい
う)を得た。
Comparative Synthesis Example 1 100 parts of acrylamide (9 parts) was placed in the same reactor as in Synthesis Example 1.
6.6 mol%), 5 parts of N-methylolacrylamide (3.4 mol%), 5 parts of isopropyl alcohol, 48
% Of caustic soda and 400 parts of ion-exchanged water were charged, and polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1. After polymerization,
14.2 parts of ion-exchanged water were added to obtain a carboxyl group-free polyacrylamide aqueous solution (hereinafter, referred to as PAM-C) having a pH of 7.8, a polymer concentration of 20%, and a viscosity of 6,800 cps.

【0029】実施例1 合成例1で得たPAM−A100部に、市販の硫酸アル
ミニウム水溶液(濃度:27%、1.6ミリモル/gの
アルミニウムを含有)1.45部(アルミニウム原子は
PAM−A中のカルボキシル基100当量に対し16.
5当量)に水98.55部を混合したアルミニウム化合
物含有水溶液を混合して、ポリマー濃度10%、pH
2.4の製紙用表面塗工剤aを得た。
Example 1 To 100 parts of PAM-A obtained in Synthesis Example 1, 1.45 parts of a commercially available aluminum sulfate aqueous solution (concentration: 27%, containing 1.6 mmol / g of aluminum) (the aluminum atom was PAM-A) 16. For 100 equivalents of carboxyl groups in A.
5 equivalents) and an aluminum compound-containing aqueous solution obtained by mixing 98.55 parts of water, and a polymer concentration of 10% and a pH of 10%.
A papermaking surface coating agent a of 2.4 was obtained.

【0030】実施例2 合成例1で得たPAM−A100部に、水200部を混
合した後、実施例1で用いた硫酸アルミニウム水溶液
5.7部(アルミニウム原子はPAM−A中のカルボキ
シル基100当量に対し66当量)と水143.8部を
混合したアルミニウム化合物含有水溶液を混合し、ポリ
マー濃度5%、pH2.4の製紙用表面塗工剤bを得
た。
Example 2 After mixing 200 parts of water with 100 parts of PAM-A obtained in Synthesis Example 1, 5.7 parts of the aluminum sulfate aqueous solution used in Example 1 (the aluminum atom is a carboxyl group in PAM-A) An aqueous solution containing an aluminum compound obtained by mixing 143.8 parts of water with 143.8 parts of water was mixed to obtain a paper coating surface coating agent b having a polymer concentration of 5% and a pH of 2.4.

【0031】実施例3 合成例2で得たPAM−B100部に、水500部を混
合した後、実施例1で用いた市販の硫酸アルミニウム水
溶液37.5部(アルミニウム原子はPAM−C中のカ
ルボキシル基100当量に対し150当量)を混合し
て、ポリマー濃度3.1%、pH4.3の製紙用表面塗
工剤cを得た。
Example 3 After mixing 500 parts of water with 100 parts of PAM-B obtained in Synthesis Example 2, 37.5 parts of a commercially available aluminum sulfate aqueous solution used in Example 1 (aluminum atoms in PAM-C were used). (150 equivalents to 100 equivalents of carboxyl groups) to obtain a paper coating surface coating agent c having a polymer concentration of 3.1% and a pH of 4.3.

【0032】比較例1 比較合成例1で得たPAM−C100部に、実施例1と
同様に、市販の硫酸アルミニウム水溶液1.45部、水
98.45部を混合したアルミニウム化合物含有水溶液
を混合して、ポリマー濃度10%、pH4.8の製紙用
表面塗工剤dを得た。
Comparative Example 1 A commercially available aluminum compound-containing aqueous solution obtained by mixing 1.45 parts of a commercially available aqueous aluminum sulfate solution and 98.45 parts of water was mixed with 100 parts of PAM-C obtained in Comparative Synthesis Example 1 in the same manner as in Example 1. Thus, a papermaking surface coating agent d having a polymer concentration of 10% and a pH of 4.8 was obtained.

【0033】比較例2〜4 合成例1〜2、比較合成例1で得た、PAM−A、−
B、−Cを、アルミニウム化合物含有水溶液を添加せず
に、それぞれ製紙用表面塗工剤e、f、gとした。
Comparative Examples 2 to 4 PAM-A,-obtained in Synthesis Examples 1 and 2 and Comparative Synthesis Example 1
B and -C were used as paper-making surface coating agents e, f, and g, respectively, without adding an aqueous solution containing an aluminum compound.

【0034】(表面塗工紙の製造)実施例1〜3で得た
製紙用表面塗工剤a〜c及び比較例1〜4で得た製紙用
表面塗工剤d〜gを用いて、それぞれポリマー濃度1.
5%に希釈し、表1に示す塗工量でゲートロールコータ
ーにて新聞原紙(坪量43g/m2 )に塗工し、回転ド
ライヤーを用いて100℃で1分間乾燥させて新聞用紙
を得た。得られた新聞用紙を以下の方法で評価した。評
価結果を表1に示す。
(Production of Surface Coated Paper) Using the paper surface coating agents a to c obtained in Examples 1 to 3 and the paper surface coating agents d to g obtained in Comparative Examples 1 to 4, Polymer concentration of 1.
It was diluted to 5%, coated on newspaper base paper (basis weight 43 g / m 2 ) with a coating amount shown in Table 1 using a gate roll coater, and dried at 100 ° C. for 1 minute using a rotary dryer to obtain newsprint. Obtained. The obtained newsprint was evaluated by the following method. Table 1 shows the evaluation results.

【0035】(表面強度)印刷適性試験機(SMT社
製)を用いて、表面塗工した新聞用紙にタック10の墨
インキを印刷した後の紙表面のケバ立ちにより、表面強
度を目視判定した。評価は印刷後のケバ立ちの程度に応
じて5段階評価した(数字が大きいほどケバ立ちが少な
い)。
(Surface Strength) Using a printability tester (manufactured by SMT), the surface strength was visually determined by the fluffing of the paper surface after printing the black ink of Tack 10 on the surface-coated newsprint. . The evaluation was made in five steps according to the degree of fluff after printing (the larger the number, the less fluff).

【0036】(水溶解性)1cm×1cmに切断した表
面塗工した新聞用紙(1.5g)を、イオン交換水10
0gに浸し、マグネチックスターラーで撹拌し、1分後
に水を採取し、水中の窒素濃度を測定して、塗工された
ポリアクリルアミドの量に対する溶解したポリアクリル
アミドの量の割合(%)を算出した。
(Water solubility) A surface-coated newsprint (1.5 g) cut into 1 cm × 1 cm was placed in ion-exchanged water
0 g, stirred with a magnetic stirrer, and after 1 minute, water was collected and the nitrogen concentration in the water was measured to calculate the ratio (%) of the amount of the dissolved polyacrylamide to the amount of the coated polyacrylamide. did.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カルボキシル基含有ポリアクリルアミド
及び水溶性アルミニウム化合物を含有する水性液からな
る製紙用表面塗工剤。
1. A paper coating surface coating agent comprising an aqueous liquid containing a carboxyl group-containing polyacrylamide and a water-soluble aluminum compound.
【請求項2】 カルボキシル基含有ポリアクリルアミド
が、アクリルアミド50〜99モル%、カルボキシル基
含有ビニルモノマー1〜50モル%、および前記以外の
ビニルモノマー0〜40モル%を共重合した共重合体で
ある請求項1記載の製紙用表面塗工剤。
2. A carboxyl group-containing polyacrylamide is a copolymer obtained by copolymerizing 50 to 99 mol% of acrylamide, 1 to 50 mol% of a carboxyl group-containing vinyl monomer, and 0 to 40 mol% of other vinyl monomers. The paper coating surface coating agent according to claim 1.
【請求項3】 水溶性アルミニウム化合物が、硫酸アル
ミニウム、塩化アルミニウム、塩基性硫酸アルミニウ
ム、塩基性塩化アルミニウム、硫酸珪酸アルミニウム及
びそれらの重合体から選ばれるいずれか少なくとも1種
である請求項1または2記載の製紙用表面塗工剤。
3. The water-soluble aluminum compound is at least one selected from the group consisting of aluminum sulfate, aluminum chloride, basic aluminum sulfate, basic aluminum chloride, aluminum sulfate silicate and a polymer thereof. The papermaking surface coating agent according to the above.
【請求項4】 水溶性アルミニウム化合物の使用量が、
カルボキシル基含有ポリアクリルアミドのカルボキシル
基100当量に対し、アルミニウム原子として1〜20
0当量である請求項1、2または3記載の製紙用表面塗
工剤。
4. The use amount of the water-soluble aluminum compound is as follows:
For 100 equivalents of carboxyl groups of carboxyl group-containing polyacrylamide, 1 to 20 aluminum atoms
4. The paper coating surface coating composition according to claim 1, which has 0 equivalent.
【請求項5】 水性液中のカルボキシル基含有ポリアク
リルアミドの固形分濃度が5重量%以下である請求項
1、2、3または4記載の製紙用表面塗工剤。
5. The paper coating surface coating composition according to claim 1, wherein the solid content concentration of the carboxyl group-containing polyacrylamide in the aqueous liquid is 5% by weight or less.
【請求項6】 水性液のpHが2〜7である請求項1〜
5のいずれかに記載の製紙用表面塗工剤。
6. The pH of the aqueous liquid is from 2 to 7.
5. The papermaking surface coating agent according to any one of 5.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の製紙用
表面塗工剤を、紙表面に塗工した表面塗工紙。
7. A surface-coated paper obtained by coating the paper surface-coating agent according to claim 1 on the paper surface.
【請求項8】 紙表面の塗工方法がゲートロール方式で
ある請求項7記載の表面塗工紙。
8. The surface-coated paper according to claim 7, wherein the method of coating the paper surface is a gate roll method.
【請求項9】 紙が新聞巻取紙である請求項7または8
記載の表面塗工紙。
9. The paper as claimed in claim 7, wherein the paper is newspaper web.
Surface coated paper as described.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010196237A (en) * 2009-01-27 2010-09-09 Arakawa Chem Ind Co Ltd Surface sizing agent for papermaking, coating liquid containing the surface sizing agent and paper provided by using the liquid
JP2010255161A (en) * 2009-03-31 2010-11-11 Arakawa Chem Ind Co Ltd Surface-coating liquid for papermaking and paper

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