JPH11217795A - 粒子型表面サイズ剤 - Google Patents
粒子型表面サイズ剤Info
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- JPH11217795A JPH11217795A JP1175398A JP1175398A JPH11217795A JP H11217795 A JPH11217795 A JP H11217795A JP 1175398 A JP1175398 A JP 1175398A JP 1175398 A JP1175398 A JP 1175398A JP H11217795 A JPH11217795 A JP H11217795A
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Abstract
性、及び優れたインクジェット適性を有する粒子型表面
サイズ剤の提供 【解決手段】 共重合体成分として少なくとも70モル
%の(メタ)アクリルアミドを含有する(メタ)アクリ
ルアミド系共重合体[A]の存在下で、共重合体成分と
して少なくとも70重量%の疎水性モノマーを含有する
モノマー類を乳化重合して得られる共重合体[B]とケ
テン二量体系化合物[D]とを含有し、(メタ)アクリ
ルアミド系共重合体[A]と共重合体[B]のモノマー
類との重量比が、10〜50:100である粒子型表面
サイズ剤。
Description
剤に関し、さらに詳細には、(メタ)アクリルアミド共
重合体を有する乳化分散剤を用いて乳化重合により得ら
れる共重合体とケテン二量体系化合物を含有する製紙用
の粒子型表面サイズ剤に関する。
は、スチレン−マレイン酸系共重合体、スチレン−(メ
タ)アクリル酸系共重合体、α−オレフィン−マレイン
酸系共重合体等のアルカリ金属塩の水溶液及びケテン二
量体系エマルションが知られている。
イズ剤では、硫酸バンドを多く使用した酸性抄紙の紙に
対して良いサイズ効果を発現できるが、硫酸バンドを使
用しないか硫酸バンドの使用量の少ない中性抄紙の紙で
はサイズ性能が著しく劣る。また表面塗工する際、サイ
ズ剤自体の発泡が多いため、消泡剤が多く必要である。
の表面サイズ剤は、上記の中性抄紙の紙に対して比較的
良好なステキヒトサイズ度を発現できるが、ペン書きサ
イズ度が劣るため、筆記時に文字がにじむなどの問題が
ある。
性が著しく劣るので、粕の発生及び発泡が多い等の操業
上の問題が多い。
表面サイズ剤は、良好なペン書きサイズ度を示すが、P
PC用紙に用いるとトナーの定着性が低く、印刷用紙に
用いるとインキの密着性に問題がある。
剤は、最も優れたステキヒトサイズ度を示すが、サイズ
剤の機械的安定性が劣るので塗工機の汚れを起こしやす
い、サイズ剤本来の性質から塗工紙の摩擦係数を大きく
低下させる(滑りやすい)、トナーの定着性が低い、及
びインキの密着性が劣る等の多くの欠点を有していて、
サイズ剤の使用量および使用する紙の種類に大きな制約
を受ける。
表面サイズ剤を単独では殆ど使用されず、上記共重合体
の溶液型表面サイズ剤に、サイズ補助剤としてケテン二
量体系エマルションの表面サイズ剤を一部併用して(つ
まり、混合して)いるのが現状である。従来の上記共重
合体の溶液型表面サイズ剤と塗工時にケテン二量体系エ
マルションの表面サイズ剤とを併用する場合、摩擦係数
の低下は抑えられるものの、サイズ剤同士の相溶性が劣
るため塗工液での粕の発生および発泡が多くて、満足の
いく表面サイズ剤処方とはいえない。ケテン二量体系エ
マルションの表面サイズ剤と相溶性の点で満足のいく表
面サイズ剤がないのが現状である。
う粒子型(エマルション型)表面サイズ剤としていくつ
かの特許が既に先行技術として報告されている。
「(A)(1)カルボキシル基含有不飽和単量体および
(2)疎水性不飽和単量体を含有してなる水溶性共重合
体100重量部を含む水溶液中で、(B)疎水性不飽和
単量体10〜500重量部を乳化重合して得られるエマ
ルションを含有してなる製紙用表面サイズ剤」が開示さ
れている。
表面サイズ剤と比較して、他の併用薬品との相容性及び
塗工液中の溶存金属イオンに対する安定性あるいは塗工
液での発泡性が改良されているもののその効果はまだ不
十分である。
は、「アニオン基を有するアクリルアミド系重合体
(A)と、疎水性モノマー(b1 )と、アニオン性モノ
マー及び/又はその塩類(b2 )を必須の成分として重
合して得られる共重合体(B)を含み、かつその配合重
量比が(A):(B)=100:0.1〜100である
ことを特徴とする表面紙質向上剤」が開示されている。
面強度剤として塗工時に併用されるアニオン性ポリアク
リルアミドと従来から表面サイズ剤として使用されるス
チレン−メタクリル酸型水溶液との混合物であり、その
混合比を選ぶ事によりサイズ性、インク受理性及び平滑
性などの紙の表面物性を改善したものであり、塗工液中
の溶存金属イオンに対する安定性、塗工液での低発泡性
が不十分である。
みならずPPC用紙にもインクジェット適性が要求され
るようになってきており、その適性を満たす紙を得るこ
とができるようなサイズ剤が望まれている。
ロ又はカラーインクを用いたインクジェット方式で印刷
された画質に要求される、印字濃度、フェザリング、裏
抜け、境界にじみ等の特性を挙げることができる。
体の機械的安定性、低発泡性及び保存安定性に優れ、表
面サイズ剤として使用したとき、酸性紙および中性紙の
いずれにおいても優れたサイズ効果を示し、摩擦係数の
低下が少なく、さらに情報用紙、特にインクジェット用
紙に対しても優れたインクジェット適性を有し、なおか
つ塗工液での低発泡性、他の併用薬品との相溶性及び溶
存金属イオンに対して安定な製紙用表面サイズ剤を提供
することを目的とする。
解決する目的で鋭意研究を重ねた結果、(メタ)アクリ
ルアミドを主成分とした(メタ)アクリルアミド系共重
合体の存在下で、疎水性モノマー単独あるいは疎水性モ
ノマーとアニオン性モノマーとを乳化重合して得られる
共重合体と、ケテン二量体系化合物とを含有することに
より前記問題を克服できる製紙用表面サイズ剤を完成す
るに至った。
成分として少なくとも70モル%の(メタ)アクリルア
ミドを含有する(メタ)アクリルアミド系共重合体
[A]存在下で、共重合体成分として少なくとも70重
量%の疎水性モノマーを含有するモノマー類を乳化重合
して得られる共重合体[B]と、ケテン二量体系化合物
[D]とを含有し、(メタ)アクリルアミド系共重合体
[A]と、前記共重合体[B]における前記モノマー類
との重量比が10〜50:100である粒子型表面サイ
ズ剤であり、本発明の第2の態様は、前記第1の態様の
粒子型表面サイズ剤において、(メタ)アクリルアミド
系共重合体[A]が、共重合体成分として、(メタ)ア
クリルアミド(a1)99.9〜70モル%と、アニオ
ン性モノマー(a2)0.1〜30モル%とを含有する
ことを特徴とするものであり、本発明の第3の態様は、
前記第1または第2の態様の粒子型表面サイズ剤におい
て、前記(メタ)アクリルアミド系共重合体[A]が、
前記(メタ)アクリルアミド系共重合体[A]の共重合
体成分の合計量100モルに対して、炭素数が6〜22
であるアルキルメルカプタン[C]0.01〜2モルの
存在下で重合を行って得られた(メタ)アクリルアミド
系共重合体[A]であることを特徴とし、本発明の第4
の態様は、前記第1〜第3のいずれかの態様の粒子型表
面サイズ剤において、共重合体[B]が、70〜100
重量%の疎水性モノマー(b1)と30〜0重量%のア
ニオン性モノマー(b2)とを含有するモノマー類を乳
化重合することにより得られる共重合体[B]であるこ
とを特徴とし、本発明の第5の態様は、前記第1〜4の
いずれかの態様の粒子型表面サイズ剤において、共重合
体[A]とケテン二量体系化合物[D]との固形分重量
比が、50〜95:5〜50であることを特徴とする。
共重合体成分として少なくとも70モル%の(メタ)ア
クリルアミドを含有する(メタ)アクリルアミド系共重
合体[A]の存在下で、共重合体成分として少なくとも
70重量%の疎水性モノマーを含有するモノマー類を乳
化重合して得られる共重合体[B]と、ケテン二量体系
化合物[D]とを含有し、(メタ)アクリルアミド系共
重合体[A]と前記共重合体[B]における前記モノマ
ー類との重量比が10〜50:100である。
は、エマルション型表面サイズ剤をいう。
[A]において、共重合体成分として少なくとも70モ
ル%の(メタ)アクリルアミドを含有するとは、共重合
体中のモノマー成分として70モル%以上の(メタ)ア
クリルアミドと30モル%以下の共重合可能なその他の
モノマーとを含有し、また共重合成分として100モル
%の(メタ)アクリルアミドを含有することを意味す
る。100モル%の(メタ)アクリルアミドをモノマー
成分として含有する場合、当然ながら共重合体中にその
他のモノマー成分を含有していない。
の共重合体成分として使用する(メタ)アクリルアミド
(a1)は、アクリルアミド及びメタクリルアミドより
なる群から選択される少なくとも一種であり、モノマー
成分としてこれらを単独で含有していても良く、また共
重合体中にこれらが併存していても良い。
アクリルアミドを使用することが、好ましい。
の共重合体成分として使用するアニオン性モノマー(a
2)は、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、
イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸等のカルボン酸
基又はカルボン酸塩基を有するモノマー、ビニルスルホ
ン酸、(メタ)アリルスルホン酸、2−アクリルアミド
−2−メチルプロパンスルホン酸、スルホン化スチレン
等のスルホン酸基又はスルホン酸塩基を有するモノマ
ー、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートのリン酸
エステル等のリン酸エステル基を有するモノマーを挙げ
ることができ、これらの中でもカルボキシル基を有する
モノマー(カルボキシル基含有モノマー)が、低発泡性
の粒子型表面サイズ剤を与える点で好ましい。
使用することができる。特に限定はしないが、(メタ)
アクリルアミド(a1)及びアニオン性モノマー(a
2)以外の(メタ)アクリルアミド(a1)及びアニオ
ン性モノマー(a2)と共重合可能なモノマーも併用す
ることができる。例えば疎水性基を有するモノマー(以
下、疎水性モノマー)、及びカチオン性基を有するモノ
マー(以下、カチオン性モノマー)が使用できる。
レン、及びα−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビ
ニルベンゼン等のスチレン誘導体、アルキル(メタ)ア
クリレート、環状アルキル(メタ)アクリレート、マレ
イン酸及びフマル酸のジアルキルジエステル類、酢酸ビ
ニル及びプロピオン酸ビニル等のビニルエステル類、N
−アルキル(メタ)アクリルアミド類、並びにメチルビ
ニルエーテル等が挙げられ、これらのモノマーの一種又
は二種以上を混合して使用できる。
(モノ又はジアルキル)アミノアルキル(メタ)アクリ
レート、(モノ又はジアルキル)アミノヒドロキシルア
ルキル(メタ)アクリレート、(モノ又はジアルキル)
アミノアルキル(メタ)アクリルアミド、ビニルピリジ
ン、ビニルイミダゾール、ジアリルアミン等やさらには
これらの第4級アンモニウム塩を挙げることができ、こ
れらの一種又は二種以上を混合して使用できる。
[A]の製造において使用し得る炭素数6〜22のアル
キルメルカプタン[C]は、アルキル基が直鎖状又は分
岐状のメルカプタンのいずれでも良く、アルキル基の原
料は天然物、およびエチレンやプロピレンなどの低重合
パラフィンをクラッキングするなどして人為的に製造さ
れた合成物のいずれでも良い。
例えば、ノルマル−オクチルメルカプタン、ターシャリ
ードデシルメルカプタン、ノルマル−ドデシルメルカプ
タン、ノルマル−オクタデシルメルカプタン、及びノル
マル−ヘキサデシルメルカプタン等を挙げることがで
き、これらの一種又は二種類以上を混合して用いること
ができる。これらの内、炭素数8〜16のアルキルメル
カプタンが好ましく、特にノルマル−オクチルメルカプ
タン、ノルマル−ドデシルメルカプタンが好ましい。
[A]の合成方法としては、従来公知の方法が適用でき
る。
タンの存在下又は不存在下に前記(a1)のモノマー単
独を、又は、前記(a1)のモノマーと(a2)のモノ
マーとを、メチルアルコール、エチルアルコール、若し
くはイソプロピルアルコール等の低級アルコール中、こ
れらの低級アルコールと水との混合液中、又は水中にお
いて、ラジカル重合触媒によって60〜95℃で1〜1
0時間重合させ、重合終了後に低級アルコールを留去す
ることによって得られる。
硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、及び過硫酸ナトリ
ウムなどの過硫酸塩、前記過硫酸塩と還元剤の組合せに
よるレドックス系重合触媒、並びに2, 2' −アゾビス
イソブチロニトリル及び2,2' −アゾビス−2−メチ
ルプロピオナミジンジヒドロクロリド等のアゾ系触媒を
挙げることができる。
に併用できる。
アクリルアミド系共重合体[A]を合成するに際して仕
込んだモノマーは実質的に100%反応して前記(メ
タ)アクリルアミド系共重合体[A]中のモノマーユニ
ットとなる。
の溶液の粘度は、20重量%水溶液で10〜10,00
0センチポイズ(但し、ブルックフィールド粘度計によ
る毎分60回転での25℃における測定値)が好まし
く、特に10〜5000センチポイズが好ましい。
中におけるモノマー成分の組成比又は粘度が前記範囲内
にある場合には、次に[B]モノマーを乳化重合したと
きに、粒子の凝集及び増粘(クリーミング)のいずれも
引き起こされることがない。(メタ)アクリルアミド系
共重合体[A]を合成する際に使用し得る炭素数6〜2
2のアルキルメルカプタン[C]は、共重合体[B]の
モノマーを乳化重合する際の安定性を改善する機能も有
する。前記(メタ)アクリルアミド系共重合体の共重合
体成分100モルに対して、このアルキルメルカプタン
[C]は、通常0.01〜5モル%の範囲内で使用さ
れ、好ましくは0. 01〜2モル%の範囲内で使用さ
れ、特に好ましくは0.01〜1モル%の範囲内で使用
される。但し、アルキルメルカプタンを前記共重合体成
分100モルに対して5モル%以上用いても、重合反応
時にポリマーに導入されないアルキルメルカプタンの量
が多くなり、サイズ効果にも悪影響を及ぼすことがあ
り、また経済的にも好ましくない。
ョンは、(メタ)アクリルアミド系共重合体[A]の存
在下で、[B]の共重合体成分のモノマーとして、疎水
性モノマー(b1)単独、又は疎水性モノマー(b1)
及びアニオン性モノマー(b2)を乳化重合することに
よって得ることができる。
モノマー(b1)及びアニオン性モノマー(b2)を含
有するときには、疎水性モノマー(b1)の使用量は少
なくとも70重量%であり、好ましくは70〜99.9
重量%であり、アニオン性モノマー(b2)の使用量
は、多くとも30重量%であり、好ましくは30〜0.
1重量%である。
から疎水性モノマー(b1)の使用量は少なくとも80
重量%であり、好ましくは80〜99.9重量%であ
り、アニオン性モノマー(b2)の使用量は、多くとも
20重量%、特に、0.1〜20重量%の範囲が好まし
い。
(メタ)アクリルアミド系共重合体[A]を製造するの
に使用されるのと同じ疎水性モノマーが使用でき、具体
的には、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエ
ン、及びジビニルベンゼンのようなスチレン誘導体、ア
ルキル(メタ)アクリレート、マレイン酸及びフマル酸
のジアルキルジエステル類、環状アルキル(メタ)アク
リレート類、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル等のビ
ニルエステル類、N−アルキル(メタ)アクリルアミド
類、並びにメチルビニルエーテル類が挙げられ、また、
これら1種又は2種以上を使用することもできる。
記(メタ)アクリルアミド系共重合体[A]を製造する
のに使用されるのと同じアニオン性モノマーが使用で
き、具体的には(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマ
ル酸、イタコン酸、シトラコン酸、及びクロトン酸等の
カルボン酸基を有するモノマー、ビニルスルホン酸、
(メタ)アリルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−
メチルプロパンスルホン酸、及びスルホン化スチレン等
のスルホン酸基を有するモノマー、並びにヒドロキシア
ルキル(メタ)アクリレートのリン酸エステル等のリン
酸エステル基を有するモノマーを挙げることができる。
これらのモノマーにおいては、(メタ)アクリル酸が好
ましい。また、これら1種又は2種以上を使用すること
もできる。
ノマーが低発泡性の粒子型表面サイズ剤を与える点で好
ましい。
使用することができる。
は、従来から公知の乳化重合法を適用でき、例えば疎水
性モノマー(b1)及びアニオン性モノマー(b2)の
モノマーを前記(メタ)アクリルアミド系共重合体
[A]の存在下で、水中においてラジカル重合触媒によ
って乳化重合させる手法を採用することができる。
実質的に全て重合して単独重合体又は共重合体が生成す
る。
アンモニウム、過硫酸カリウム、及び過硫酸ナトリウム
などの過硫酸塩、前記過硫酸塩と還元剤との組合せによ
るレドックス系重合触媒、並びに2, 2' −アゾビスイ
ソブチロニトリル及び2,2' −アゾビス−2−メチル
プロピオナミジンジヒドロクロリド等のアゾ系触媒を挙
げることができる。また必要に応じて公知の連鎖移動剤
を適宜に併用できる。共重合体[B]の共重合体成分の
乳化重合を行うにあたって、(メタ)アクリルアミド系
共重合体[A]を、共重合体[B]における共重合体成
分モノマー100重量部に対して固形分で10〜50重
量部使用する。(メタ)アクリルアミド系共重合体
[A]が10重量部未満であると、得られる粒子型サイ
ズ剤中における粒子の径が大きくなり過ぎる場合がある
ので好ましくない。一方、(メタ)アクリルアミド系共
重合体[A]が50重量部より多い場合においては、得
られる粒子型サイズ剤中における粒子の径が更に小さく
なることはなく、又、紙に塗工する場合に粒子型サイズ
剤が発泡する場合があるから好ましくない。
モノマーを乳化重合する際、この粒子型表面サイズ剤の
性能を損なわない範囲であれば、公知の低分子界面活性
剤及び高分子分散剤のいずれか、又は両方を併用しても
構わない。
一般式で示される化合物を挙げることができる。
24の同一または異なる炭化水素基を示すが、この炭化
水素基としては、例えばオクチル、デシル、ドデシル、
テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、及びエイ
コシル基等のアルキル基、オクテニル、デセニル、ドデ
セニル、テトラデセニル、ヘキサデセニル、オクタデセ
ニル、及びエイコセニル基等のアルケニル基、オクチル
フェニル、ノニルフェニル、及びドデシルフェニル等の
置換フェニル基、ノニルシクロヘキシル基等のアルキル
置換シクロアルキル基、並びにフェニルエチル等のアラ
ルキル基等が例示でき、これらのうちアルキル基が、得
られるサイズ剤の有するサイズ性能の点から好ましい。
これらのケテン二量体系化合物は1種単独で使用するこ
とができ、また、その2種以上を併用することができ
る。
水性エマルションの形態で供することができる。
法により製造することができる。例えば、ケテン二量体
系化合物と保護コロイドまたは分散剤とを熱水溶媒中で
混合し、ホモミキサー、高圧吐出型ホモジナイザー、超
音波乳化機等の各種公知の乳化機で均一に分散させるこ
とによって得られる。
えば、カチオン化澱粉等のカチオン性分散剤、リグニン
スルホン酸塩、及びナフタレンスルホン酸塩ホルムアル
デヒド縮合物等のアニオン性分散剤、ソルビタンエステ
ル及びシュガーエステル等のノニオン性分散剤、並びに
カチオン性、アニオン性、及び両性の(メタ)アクリル
アミド系共重合体等の合成高分子系の保護コロイドを挙
げることができる。これらは、1種或いは2種以上併用
して用いることができる。また得られたケテン二量体系
化合物のエマルションの安定剤として、例えば硫酸アル
ミニウム等の無機塩も使用できる。
アクリルアミド系共重合体[A]の存在下で、共重合体
成分として少なくとも70重量%の疎水性モノマーを乳
化重合して得られる共重合体[B]とケテン二量体系化
合物[D]との重量比[B]/[D]は、好ましくは5
0〜95/5〜50である。共重合体[B]とケテン二
量体系化合物[D]との合計に対しケテン二量体系化合
物[D]の含有量が50重量%を超えると、得られるサ
イズ剤が良好なサイズ効果を与える点では好ましいが、
前記サイズ剤の機械的安定性が劣ったり、塗工後の紙が
滑りやすくなったりする傾向がある。
共重合体[B]の水性エマルションとケテン二量体系化
合物[D]の水性エマルションとをそれぞれ調製し、そ
れらのエマルション同士を混合して製造する方法、
(2) 共重合体[B]の水性エマルションをケテン二
量体系化合物[D]の乳化工程前に添加して製造する方
法、又は(3) (メタ)アクリルアミド系共重合体
[A]の存在下で、ケテン二量体系化合物[D]の水性
エマルションを共存させ、共重合体[B]における共重
合体成分の乳化重合をおこなって製造する方法によって
得ることができるが、上記(1)の製造方法がサイズ効
果の点で好ましい。
とケテン二量体系化合物[D]の水性エマルションとを
別々に塗工液に添加し、混合して塗工することもできる
が、あらかじめ混合した方がサイズ性能の点で好まし
い。
原紙に使用されるパルプとしては、クラフトパルプ及び
サルファイトパルプなどの晒又は未晒化学パルプ、砕木
パルプ、機械パルプ及びサーモメカニカルパルプなどの
晒又は未晒高収率パルプ、並びに新聞古紙、雑誌古紙、
段ボール古紙、及び脱墨古紙などの古紙パルプ等を挙げ
ることができる。
用ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー系中性抄
紙用サイズ剤、アルケニルコハク酸無水物系中性抄紙用
サイズ剤、及び中性抄紙用ロジン系サイズ剤等のサイズ
剤、乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、歩留り向上剤、
濾水性向上剤、並びに消泡剤などの添加物も、各々紙種
に要求される物性を発現するために、必要に応じて使用
してもよい。填料としては、クレー、タルク、酸化チタ
ン、重質炭酸カルシウム、及び軽質炭酸カルシウム等が
挙げられる。これらを単独であるいは併用して用いても
よい。
するための塗工機としては、サイズプレス、フィルムプ
レス、ゲートロールコーター、シムサイザー、ブレード
コーター、キャレンダー、バーコーター、ナイフコータ
ー、エアーナイフコーター、カーテンコーター等を用い
ることができる。また、スプレー塗工機により原紙表面
に塗布することもできる。
に、酸化澱粉、燐酸エステル化澱粉、自家変性澱粉、カ
チオン化澱粉などの澱粉類、カルボキシメチルセルロー
ス等のセルロース類、ポリビニルアルコール類、ポリア
クリルアミド類、及びアルギン酸ソーダ等の水溶性高分
子を塗工液に混合して使用することもできる。また、他
の表面サイズ剤、防滑剤、防腐剤、防錆剤、消泡剤、粘
度調整剤、染料、及び顔料等の添加物を併用してもかま
わない。
に塗工して得ることができるサイジング紙としては、各
種の紙及び板紙を挙げることができる。例えば、PPC
用紙、インクジェット記録用紙、レーザープリンター用
紙、フォーム用紙、熱転写用紙、及び感熱記録用紙等の
記録用紙、アート紙、キャストコート紙、及び上質コー
ト紙等のコート紙、クラフト紙、及び純白ロール紙等の
包装用紙、ノート用紙、書籍用紙、印刷用紙、及び新聞
用紙等の洋紙、マニラボール、白ボール、及びチップボ
ール等の紙器用板紙、並びにライナー等の板紙が挙げら
れる。
際の塗工液濃度は、通常、0.1〜5重量%、好ましく
は0. 2〜1重量%である。0.1重量%未満ではサイ
ズ効果が不十分である場合があり、5重量%を超えて使
用してもサイズ効果の向上はほとんどなく経済的に不利
益であるため好ましくない。
〜1g/m2 、好ましくは0. 02〜0. 1g/m2 で
ある。前記範囲内であると、特に良くサイズ効果が発揮
される。
本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実
施例に限定されるものではない。尚、特に断らない限り
「部」は重量部の意味である。
造方法 (合成例A−1 )攪拌器、温度計、還流冷却管及び窒素
導入管を備えた1リットルの四つ口フラスコに、水14
8部、エタノール225部、50%アクリルアミド37
1部(100モル%)、およびノルマルドデシルメルカ
プタン1.32部(0.25モル%)を加え、窒素気流
下で混合攪拌しながら60℃に昇温した。但し前記50
%アクリルアミドは、アクリルアミドの50%水溶液で
ある。
3部を加え、さらに重合熱によって78℃まで昇温し、
その温度に1. 5時間保持した。10%過硫酸アンモニ
ウム水溶液を0. 6部追添加し、さらに1時間保持して
重合反応を完結させた。ついで水292部を加え、エタ
ノールを留去し、水で希釈して濃度20%のアクリルア
ミド系共重合体の水溶液を得た。得られたアクリルアミ
ド系共重合体(A−1)の組成および性状を表1に示
す。
びA−13)アクリルアミド系共重合体(A−2〜A−
10、A−12、及びA−13)の製造 合成例1において、アクリルアミド(a1)、アニオン
性モノマー(a2)、アルキルメルカプタンを表1に示
すような配合比に変える以外は合成例A−1と同様にし
てアクリルアミド系共重合体(A−2〜A−10、A−
12、及びA−13)を得た。
を表1に示す。
1号公報の参考例2に準じて比較例用のスチレン−アク
リル酸共重合体(S−1)のアンモニウム水溶液を合成
した。
管を備えた1リットルの四つ口フラスコに、水100
部、95%イソプロピルアルコール75部を加え、攪拌
しながら加熱し、温度を80℃まで上昇させた。これ
に、スチレン45部及びアクリル酸55部を混合した単
量体混合液と、過硫酸カリウム5部を水120部に溶解
した重合開始剤溶液とを3時間で全量滴下させた後に2
時間熟成させて反応を完結させた。その後、イソプロピ
ルアルコールを留去し、冷却後に28%アンモニア水溶
液46. 4部(アクリル酸に対して100モル%)を加
え、水で希釈し、共重合体の濃度が20%になるように
調製し、S−1の水溶性共重合体の水溶液を得た。
法 (合成例B−1)合成例A−1と同様の反応器に、水4
15部、合成例A−1のアクリルアミド系共重合体の水
溶液224部(固形分として46部)、スチレン31
部、ノルマルブチルアクリレート123部、及び10%
過硫酸アンモニウム水溶液8重量部を加え、窒素気流下
で混合攪拌しながら80℃に昇温した。
結させ、固形分濃度25%の共重合体エマルションを得
た。
びB−23)アクリルアミド系共重合体の種類及び量、
疎水性モノマー(b1)、アニオン性モノマー(b2)
の種類および組成比を表2に示すように変えた他は合成
例B−1と同様にして共重合体エマルションを得た。尚
B−17は重合中に固化したので、共重合体エマルショ
ンが得られなかった。
反応器に水431部、合成例A−11で得られたスチレ
ン−アクリル酸共重合物(S−1)のアンモニウム水溶
液200部(固形分として40部)、スチレン56部、
ノルマルブチルアクリレート96部、メタクリル酸8
部、および10%過硫酸アンモニウム水溶液8重量部を
加え、窒素気流下で混合攪拌しながら80℃に昇温し
た。
結させ、固形分濃度25%の比較用共重合体エマルショ
ンを得た。
反応器に水582部、市販低分子活性剤Newcol2
71A(日本乳化剤株式会社製、アルキルジフェニルジ
スルホネート、50%品)8部(固形分として4部)、
スチレン70部、ノルマルブチルアクリレート110
部、メタクリル酸20部、および10%過硫酸アンモニ
ウム水溶液10重量部を加え、窒素気流下で混合攪拌し
ながら80℃に昇温した。
結させ、固形分濃度25%の比較用共重合体エマルショ
ンを得た。
の製造方法 (製造例D−1)予め90℃で1時間糊化された5%カ
チオン化澱粉(3級アンモニウム塩で窒素原子を0.2
%含有したカチオン化ポテト澱粉)水溶液500部、ナ
フタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物1.6
部、及びケテン二量体(原料脂肪酸組成がパルミチン
酸:ステアリン酸=40:60であるもの)100部を
70℃に加熱し、ホモミキサーにて予備分散させた後、
70℃に加熱されたホモジナイザーを用いて圧力300
kg/cm2 で乳化し、冷却し、0.5%の硫酸バンド水溶
液33部を添加し、固形分20.0%の水性エマルショ
ンを得た。
却管及び窒素導入管を備えた1リットルの四つ口フラス
コに、スチレンスルホン酸5部、イタコン酸2部、50
%アクリルアミド186部、イソプロピルアルコール
6.4部及び水290部を加えた後、10%硫酸水溶液
にてpHを4.5にし、窒素ガスで反応系内の酸素を除
去した。
9.6部を投入した後、室温から75℃まで30分要し
て昇温し、さらに同温度で3時間保持した。
1におけるカチオン化澱粉のかわりに固形分換算で同量
使用した以外は、前記製造例D−1と同様にして20.
0%の水性エマルションを得た。
料脂肪酸の組成がオレイン酸100%であるものを用い
た以外は、前記製造例D−1と同様にして20.0%の
水性エマルションを得た。
(B−1〜B−15、B−18、B−19、B−23)
にD−1、D−2、及びD−3のいずれかを表3に示す
割合で混合し、固形分を20%に調整して粒子型表面サ
イズ剤組成物を得た。
2に示した共重合体エマルション(B−1、B−16、
B−20、B−21、B−22)及びスチレン−アクリ
ル酸共重合体のアンモニウム水溶液(S−1)にD−1
を表3に示す割合で混合し、固形分を20%に調整して
粒子型表面サイズ剤組成物を得た。尚、比較例2及び4
は、D−1にB−20及びS−1を混合した時点で凝集
物が発生したので、応用試験は行なわなかった。
ン−アクリル系溶液型表面サイズ剤SS315(日本P
MC株式会社製)を使用した。
で叩解したパルプ(広葉樹対針葉樹のパルプ比が9対1
である混合パルプ)を2.5%のスラリーにし、これに
対パルプ15%(絶乾重量基準)のタルク(富士タルク
工業株式会社製:NDタルク)を添加した。これに、対
パルプ2%(絶乾重量基準)の硫酸バンド、対パルプ
0.3%(絶乾重量基準)の酸性紙用ロジンサイズ剤
(日本PMC株式会社製;AL120)を順次添加した
後、pH4.5の希釈水でこのパルプスラリーを濃度
0.25%まで希釈した。その後、対パルプ0.01%
(絶乾重量基準)の歩留り向上剤(ハイモ社製;NR1
2MLS)を添加し、ノーブルアンドウッド抄紙機で、
坪量65g/m2 となるように抄紙した。尚、この時の
抄紙pHは4.5であった。湿紙の乾燥は、ドラムドラ
イヤーを用いて100℃で80秒間の条件で行った。
濃度10%に水で希釈し、95℃で糊化を行い、下記の
固形分濃度になるように塗工液を調製し、塗工液のpH
を苛性ソーダあるいは硫酸でpH8あるいはpH6に調
節した。
工液をサイズプレスで塗工し、酸性上質紙を得た。得ら
れた試験紙を恒温恒湿(20℃、65%相対湿度)環境
下で24時間調湿し、ステキヒトサイズ度(JIS P
8122に準拠)及びペン書きサイズ度の測定(J T
APPI 紙パルプ試験方法No.12−76に準拠)
を測定した。
イズ度及びペン書きサイズ度は、何れも値が高いほど良
好であることを示す。
で叩解したパルプ(広葉樹対針葉樹のパルプ比が9対1
である混合パルプ)を2.5%のスラリーとし、これに
対パルプ2%(絶乾重量基準)の炭酸カルシウム(奥多
摩工業株式会社製;TP121S)を添加した。これ
に、対パルプ0.5%(絶乾重量基準)の両性デンプン
(ナショナルスターチ社製;Cato3210)及び対
パルプ0.08%(絶乾重量基準)のアルキルケテンダ
イマー系サイズ剤(日本PMC製;AS263)を順次
に添加した後、pH7.5の希釈水でこのパルプスラリ
ーを濃度0.25%まで希釈した。その後、希釈したパ
ルプスラリーに対パルプ8%(絶乾重量基準)の炭酸カ
ルシウム(奥多摩工業株式会社製;TP121S)、対
パルプ0.01%(絶乾重量基準)の歩留り向上剤(ハ
イモ社製;NR12MLS)を添加し、ノーブルアンド
ウッド抄紙機で、坪量65g/m2となるように抄紙し
た。尚、この時の抄紙pHは7.5であった。湿紙の乾
燥は、ドラムドライヤーを用いて100℃で80秒間の
条件で行った。
濃度10%に水で希釈し、95℃で糊化を行い、下記の
固形分濃度になるように塗工液を調製し、塗工液のpH
を苛性ソーダあるいは硫酸でpH8あるいはpH6に調
節した。
工液を、サイズプレスを用いて塗工し、中性上質紙を得
た。得られた試験紙を恒温恒湿(20℃、65%相対湿
度)環境下で24時間調湿し、試験例1と同様にして、
ステキヒトサイズ度及びペン書きサイズ度の測定を行っ
た。結果を表5に示す。
価 (1)記録紙用中性原紙の抄造 380mlカナディアン・スタンダード・フリーネスま
で叩解したパルプ(広葉樹対針葉樹のパルプ比が9対1
である混合パルプ)を2.5%のスラリーとし、これに
対パルプ1%(絶乾重量基準)の炭酸カルシウム(奥多
摩工業株式会社製;TP121S)と対パルプ5%(絶
乾重量基準)のタルク(富士タルク工業株式会社製:N
Dタルク)とを添加した。
準)の硫酸バンド、対パルプ0. 5%(絶乾重量基準)
の両性デンプン(ナショナルスターチ社製;Cato3
210)及び対パルプ0. 3%(絶乾重量基準)の中性
紙用ロジンサイズ剤(日本PMC株式会社製;CC16
7)を順次に添加した後、pH7.5の希釈水でこのパ
ルプスラリーを濃度0.25%まで希釈した。その後、
希釈したパルプスラリーに対パルプ4%(絶乾重量基
準)の炭酸カルシウム(奥多摩工業株式会社製;TP1
21S)、対パルプ0.01%(絶乾重量基準)の歩留
り向上剤(ハイモ社製;NR12MLS)を添加し、ノ
ーブルアンドウッド抄紙機で、坪量65g/m2 となる
ように抄紙した。尚、この時の抄紙pHは7.5であっ
た。湿紙の乾燥は、ドラムドライヤーを用いて100℃
で80秒間の条件で行った。
濃度10%に水で希釈し、95℃で糊化を行い、下記の
固形分濃度になるように塗工液を調製した。
した塗工液をサイズプレスで塗工し、記録紙を得た。得
られた試験紙を恒温恒湿(20℃、65%相対湿度)環
境下で24時間調湿した。
%相対湿度)環境下で24時間調湿し、以下のサイズ度
試験、インクジェット適性試験及び滑り評価を行った。
ヒトサイズ度及びペン書きサイズ度を測定した。結果
を、表6に示す。
られた試験紙をカレンダー処理した後、恒温恒湿(20
℃、65%相対湿度)環境下で24時間以上調湿を行っ
た後、キャノン株式会社製のバブルジェットプリンター
であるBJ−220JCを用いて以下の方法にて行っ
た。結果を表6に示す。
インク濃度計で測定した。数値が大きいほど印字濃度が
高いことを示す。
視にて直線及び文字の外縁のにじみを5段階で評価し
た。フェザリングの全くないものを5とし、インクが滲
んでしまって文字の判別がつかないものを1とした。通
常の使用に耐えうる印字品質は4以上である。
じみ程度を、目視にて5段階で評価した。裏にインクが
にじんでいないものを5とし、ベタ部分が完全に裏抜け
したものを1とした。通常の使用に耐えうる印字品質
は、4以上である。
結果を表6に示す。
濃度10%に水で希釈し、95℃で糊化を行い、下記の
固形分濃度になるように塗工液を調製した。
よび長さ50cmのフォームセルに入れ、下記の条件で
循環し、泡の高さ(mm)を測定した。結果を表7に示
す。
トル/分、循環時間3分。
泡性は良好(発泡量が少ない)であることを示す。
度60℃、荷重20Kg、回転数800rpmにて10
分間マーロン式安定性試験を行った。生成した凝集物を
325メッシュ金網にてろ過して全固形分に対する析出
量を測定し、百分率で表した。結果を表7に示す。
験 表面サイズ剤の固形分濃度が0. 3%である分散液50
mlに、硫酸バンドの5%水溶液を滴下した。
l)で凝集が起こるものを×、四滴(約1.2ml)〜
七滴(約2.1ml)の範囲で凝集が起きるものを△、
七滴(2.1ml)以上滴下しても凝集の起きないもの
を○とした。結果を表7に示す。
5の中性上質紙での評価結果から、実施例の表面サイズ
剤は、塗工液pHの変化に対する影響が少なく、ステキ
ヒトサイズ度、ペン書きサイズ度が比較例の表面サイズ
剤に比べ良好であることがわかった。
果から、実施例の表面サイズ剤は印字濃度、フェザリン
グ、裏抜け評価、ステキヒトサイズ度、ペン書きサイズ
度が比較例の表面サイズ剤に比べ良好であることがわか
った。また、実施例3〜5、及び実施例18から、ケテ
ン二量体の含有量が多い場合は、サイズ効果、インクジ
ェット適性は優れるが、紙が滑りやすくなる傾向があ
る。
表面サイズ剤が比較例の表面サイズ剤に比べて低く優
れ、機械的安定性は実施例の表面サイズ剤が比較例の表
面サイズ剤より粕量が少なく優れ、金属イオンに対する
安定性は実施例の表面サイズ剤が比較例の表面サイズ剤
に比べて良好であることがわかった。
性、低発泡性及び保存安定性に優れ、表面サイズ剤とし
て使用したときに酸性紙から中性紙において、サイズ性
能を改善することができ、さらに情報用紙、特にインク
ジェット用紙に対しても優れたインクジェット適性を有
し、なおかつ塗工液での低発泡性、他の併用薬品との相
溶性及び溶存金属イオンに対し安定な製紙用表面サイズ
剤を提供することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 共重合体成分として少なくとも70モル
%の(メタ)アクリルアミドを含有する(メタ)アクリ
ルアミド系共重合体[A]の存在下で、共重合体成分と
して少なくとも70重量%の疎水性モノマーを含有する
モノマー類を乳化重合して得られた共重合体[B]と、
ケテン二量体系化合物[D]とを含有し、且つ、前記
(メタ)アクリルアミド系共重合体[A]と前記共重合
体[B]における前記モノマー類との重量比が、10〜
50:100であることを特徴とする粒子型表面サイズ
剤。 - 【請求項2】 (メタ)アクリルアミド系共重合体
[A]が、共重合体成分として99.9〜70モル%の
(メタ)アクリルアミド(a1)と、0.1〜30モル
%のアニオン性モノマー(a2)とを含有することを特
徴とする請求項1に記載の粒子型表面サイズ剤。 - 【請求項3】 (メタ)アクリルアミド系共重合体
[A]は、前記共重合体成分の合計量100モルに対し
て、炭素数が6〜22であるアルキルメルカプタン
[C]0.01〜2モルの存在下で重合を行って得られ
た(メタ)アクリルアミド系共重合体[A]であること
を特徴とする請求項1又は2に記載の粒子型表面サイズ
剤。 - 【請求項4】 前記共重合体[B]の共重合体成分が、
70〜100重量%の疎水性モノマー(b1)と30〜
0重量%のアニオン性モノマー(b2)とであることを
特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の粒子型
表面サイズ剤。 - 【請求項5】 共重合体[B]とケテン二量体系化合物
[D]との固形分重量比が、50〜95:5〜50であ
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載
の粒子型表面サイズ剤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01175398A JP3838466B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 粒子型表面サイズ剤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11217795A true JPH11217795A (ja) | 1999-08-10 |
JP3838466B2 JP3838466B2 (ja) | 2006-10-25 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01175398A Expired - Fee Related JP3838466B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 粒子型表面サイズ剤 |
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JP (1) | JP3838466B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003221795A (ja) * | 2002-01-28 | 2003-08-08 | Harima Chem Inc | 表面サイズ剤、及びその塗工紙 |
JP2008150736A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Seiko Pmc Corp | 表面サイズ剤及びそれを用いた塗工紙の製造方法 |
FR2939442A1 (fr) * | 2008-12-04 | 2010-06-11 | Toulouse Inst Nat Polytech | Produits pour le collage des fibres cellulosiques, procede de fabrication et utilisations |
JP2012007283A (ja) * | 2010-05-27 | 2012-01-12 | Arakawa Chem Ind Co Ltd | 製紙用表面サイズ剤、表面サイズ塗工液および紙 |
-
1998
- 1998-01-23 JP JP01175398A patent/JP3838466B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2008150736A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Seiko Pmc Corp | 表面サイズ剤及びそれを用いた塗工紙の製造方法 |
FR2939442A1 (fr) * | 2008-12-04 | 2010-06-11 | Toulouse Inst Nat Polytech | Produits pour le collage des fibres cellulosiques, procede de fabrication et utilisations |
JP2012007283A (ja) * | 2010-05-27 | 2012-01-12 | Arakawa Chem Ind Co Ltd | 製紙用表面サイズ剤、表面サイズ塗工液および紙 |
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