JPS58115195A - 表面サイズ剤 - Google Patents

表面サイズ剤

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JPS58115195A
JPS58115195A JP20958181A JP20958181A JPS58115195A JP S58115195 A JPS58115195 A JP S58115195A JP 20958181 A JP20958181 A JP 20958181A JP 20958181 A JP20958181 A JP 20958181A JP S58115195 A JPS58115195 A JP S58115195A
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JP
Japan
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water
agent according
sizing agent
surface sizing
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JP20958181A
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狩野 清孝
巌 本田
植田 政良
嘉彦 山崎
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Japan Carlit Co Ltd
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Japan Carlit Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサイズ効果の優れた表面サイズ剤に関する。さ
らに#L<は紙の強度とサイズ度を共に大幅に改善する
表面サイズ剤に1するものである。
従来より、紙の強度中サイズ度を改善するために用いら
れている薬品として燻、ロジシ系、スチスナレンーアク
リルアイド系共重合体が知られている。
しかしながら、これらの礪晶では紙のm度ヤサイズ度の
改IIが不充分であっ友り aの強度のみあるいはサイ
ズ度のみしか改善できなかった。
本発明者ら唸紙の強度およびサイズ度を共に改善するこ
とのできる表面サイズ′l@について鋭意研究を慮ねた
111朱、水S*高高分子ポリヒドロクシ化合物下記の
一般式よりなるビニル系化合物をグラフト共重合するこ
とにょ)目的物が得られることを見出し本発@を完成し
友。
すなわち本発明は、水溶性高分子ポリヒドロキシ化合物
に下記〇−紋式に)、―)および(0)であられされる
単量体をグラフト共重合することにより得られる表面サ
イズ剤である。
(式中、Rs 、 Rs 、 R4−%はH又は011
.: R,は麗又は000’ : −−Rsはam、又
は0nlis:MはE、アルカリ金属又はアンモニワム
塩;IはOX 、 Br又はI;!はアニオンをそれで
れあられす、) 皺表面サイズ剤に用いる原料水溶性高分子ポリヒドロ中
シ化合物としては、ポリビニルアルコールのような合成
水S性高分子化合物、メチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース、ヒドロ中ジエチルセルロース、ヒト四
キシグロビルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシ
エチルセル鴛−ス等のセルロース鱒導体系の半合成水濤
性高分子化合物、馬鈴薯#粉、トワモロコシ澱粉、タピ
オカ#粉等の天然澱粉ヤこれらの分解物、架橋澱粉、エ
ーテル化瀘肴、エステル化#粉、@化瀘粉。
ジアルデヒド#肴などの化工11111.デキストラン
プルラン等の黴生物生成多II@等があげられる。
水l1ll性高分子ポリヒト04シ1ヒ合物O共重合比
は、!1〜1s%ルーがW壜しい、5七ル暢以下では紙
力増強効果が不充分であり、75モル参以上ではエマル
ジョンの濃度を高くできないし、サイズ効果も不充分と
なる。
一般式体)であられされるものとしてはスチレン。
メタスチレン等が使用できるが経済的にみてスチレンが
好ましい。共重合比は25〜95モル嚢が1ましい。2
sモルー以下ではサイズ効果が不光分であシ、95モル
慢以上ではポツプコーン重合になり、良好なエマルジョ
ンが得られない。
一般式〇)であられされるものとしてはアクリル職、メ
タクリル酸などの一塙基性不飽和有m酸やマーイン酸。
フマル酸等の二塩基性不亀和肩機駿を用いることができ
、共重合比は15〜104ルーが望ましい、15七ル饅
以下では良好なエマルジョンが得られない。又10モル
饅以上ではアルカリ性でのずイズ幼釆が不充分となる。
一般式伸)で示される構造単位はアクリル酸の7ミノエ
チルエステル又はメタクリル酸のアイノエチルエステル
を硝酸、堪鐵、硫鐵又はりン鐵などの鉱醗で中和し、エ
ピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン又ハエ′ピ璽−
ドヒドリン等のエピハロヒドリンを附加して得られるカ
チオン性の単量体である。アクリル酸又はメタクリル酸
のアミノエチルエステルとしては、アクリル酸2−ジメ
チルアiノエチル、アクリル酸2−ジエチルアfノエチ
ル及びこれらのエステルに対応するメタクリル酸のアミ
ノエチルエステルなどがあげられる。鋏構造単位の共重
合比はα5〜104ルーが1ltLい。
αS4ルー以下ではアルカリ性でサイズ効果が不充分で
あり、104ル嘩以上では経済的に不利となる。
水溶性高分子ポリヒドロキシ化合物と単量体のグラフト
共重合反応はメチルアルコール、イングロビルアルコー
ルアセトンなどの有機濤1ilKまたは水あるいはこれ
らの1合mmをS織として、第二セリワム塩、過硫酸塩
、過硫酸塩−亜硫酸塩、過酸化水素、2.21−アゾビ
ス(2−アミジップ四パン)二塩酸塩、アゾビスイソブ
チロ′ニトリルなどの重會触織を用いて室温〜100C
で常法によp水分散性曳好で、安定な工マルジ璽ンの表
面サイズ剤を得るKは溶媒としては水単独、水−メチル
アルコール、水−イソプロビルアルコール。水−ア七ト
ン系が好ましい。
本発明の表面サイズ剤の製造にあたっては予め単量体を
適轟な乳化剤を用いてクラフト共重合させる方法をとる
こともできるが、乳化剤を用いなくてもグラフト共重合
の過楊で自己乳化により共か用いない方が有利である。
次に本発明の表面サイズ剤はずイスプレスマシン。タブ
ずイズマシン、ロールコーターマシンを用いて紙の表面
に愈布する方法(以下表面サイズという)およびビータ
−などに添加する円lla加法のいずれにも適用可能で
あるが、表11mtイズに適用した方が紙の強度中ずイ
装置を改豐する効果が着しい。
次に本発明のfitltイズ剤の鯛造f1韮びに試験例
について説明する。例中、慢はすべて重量−とする。
製造例1 メタクリル酸2−ジメチルアζノエチル480fと水z
ooros合濤涼を6規定の硝酸で中和後。
咳濤液にエピクロルヒドリン280fを添加し、50C
で10時間反応させて下記構造式mをもつ単量体く以下
DIIP−1という)を得、水で希釈して25慢濤濱と
し念。
次にスターツー。温度針、還流冷却器および窒累吹込管
宝1えた四つロフラスコに助剤を使用しないで濤解し九
ジアルデヒド鹸粉10 % #IE91.2t、アクリ
ル歳r:L29f、スチレン05tおよび2591DI
P−1’1.4tを加えて温合した。窒素を用いて反応
系内の酸素を除去し、60Cに昇温し九後直会触媒とし
て2.21−アゾビス(2−アミジップ四パン)二塩酸
塩α1’ 4 fを水5tKilIl解して添加した。
さらに窒素を流しつつ6QCで4時間反応し光。
反応生成物は、水で製電調節して固形分201とした。
粘度が5oaps (25G )の乳白色エマルジ曹ン
であった。
m通IP12 製造例1と同様の装置に、水200?、ジアルデヒドm
11尚り15嚢の亜硫酸水素を助剤として溶層したシア
゛ルデヒド′a#/1の10饅嬉液185t、vレイン
1! rJ、6 f 、 25*DIP−125t、 
kヨヒスfレン1215tを加えて温合した。1累を用
いて反応系内のi1!累を除去し友後触媒として過硫酸
アンモニ9ムα易fを水10・P K’嬉解したものと
亜硫酸水素ナトリワムα2t・を水1orll解し念も
のを加えて、さらに1j1sを流しつつ45(II’で
56時間反応した。
反応生成物は水で濃度−庫して固形分25%とした。粘
度は42gops (25G)の乳白色工マルジ曹ンで
あった。
製造例5 製造例1と同様の装置に水1sor、al化デンプン(
日本食品化工#調 水分12−6優)Masio。
!7Fを加え、toCに昇−して酸化澱粉を連層し友、
lI化澱験濤嬉液goCに冷却した後アクリル#!αS
t、Xチvン1Lsfおよび2!IIIDIIP−IZ
IPを加えて温合した。窒素を用いて反応系内の酸素を
除去し友後、重會触謀として過硫酸カリワムα14fを
2Ofの水に連層して添加した。
5ocKJ!温して6時間反応した。反応生成物は水で
一度関節して固形分10−とした、粘度!ops(25
C’)のエマルジヨンであった。
製造114 粉を1lllllした。鐵化瀘看涛液を50Cに冷却後
マレイン酸α4 F 、 2511DIP−J 、28
t、およびスチレン122.SFを加えて温合した。電
lAを用いて反応系内の@票を除去した後、触感として
2.2・−アゾビス(2−ア(ジノプロパン)二塩酸塩
α5tを水so t tcl解して添加した。さらに窒
素を流しつつ6oC−1で昇温して5時間反応した。
反応生成物は水で一度調節して固形分25慢としえ、粘
度はS 60 QEl# (25C) テjb ツタ*
製造例5 製造例1と同様の装置に水80GF、カチオン鹸11(
水分IA81g)9&!5ft−加え、?OcK昇11
してカチオン澱粉を連層した。カチオンmes液を合し
た。1istを用いて反応系内の#!素を除去し九f%
触織として2.2′−アゾビス(2−アイジノプロパン
)二塩酸塩(L2Fを水10FK濤解して添加した。さ
らにl1票を流しつつ85Cまで昇温し85Cで5時間
反応し九〇 反応生成物は水で一度関節して固形分15慢とした。粘
度は100,0ops(25G)であった。
製造例6 製造9i1においてメタクリル11!2−ジメチルアイ
ノエチルを中和するのに#Il!ilを用いたが、硝酸
のかわりに6規定の塩酸を用いて中和し、他は製造例1
と全く同様にして反応を行ない下記の構造式1組をもつ
単量体(以下DIIP−璽という)の25−嬉液を得た
製造1l11と同様の装置に水5GOf、jl化aS(
日本食品化工@14 ) m5ssoo (水分I H
l )120fを加え、!OCに昇温して酸化III役
を連層した。酸化澱II濤瀘をSaCに冷却した後アク
リル@&4f、xチB7yS8fおよび2511DIF
−厘37、5 fを加えて温合した。窒lli′ft用
いて反応系内の@素を除去した後触媒として過硫酸アン
モニ9ムQJfを水1otKll解し、又鳳硫酸水累す
lツムα2fを水10fK濤解してS加した。さらに窒
Sを流しつつ50Cに昇温して50Cで48時間反応し
た0反応生成物紘水で一度11m111してtmm仕分
2096した。粘度は170ops(25G)のエマル
ジヨンであつ友。
製造例6 製造例1と同機の装置に完全けん化、重合度17000
ポリビニルアルコール1〇−溶液912t。
アクリル@azvtmxチレyIA5Fおよび25囁D
IF−1141を加えて混合した。*gを用いて反応系
内の酸素を除去し、40CK昇温した後重合触感として
2.21−アゾビス(2−アばジノプロパン)二塩酸塩
114Fを水5fK@解して添加した。
さらに窒素−を流しつつ60Cで4時間反応した。
ン′であった。
製造例7 製造911と同様の装置に水15五2fと纂−工襦製*
@製のセロゲン7ム(カルボ中ジメチルセルロース、水
分15嘩)148ft−加え90Cで1時間かけて連層
したm5octtc冷却後アクリル鐵0.29f 、X
f Vy I 1521 、251DIP−11,49
fを加えて温合した。窒素を用いて反応系内のlI!累
を除去し、重合触媒として過硫酸カリツムへSFを水2
0fKilljllL、、て加えた。さらに窒素を流し
つつ80CK昇温して6時間反応した。
反応生成物は水で一度調節して固形分15Isとシ友、
粘1j 15Qap−の乳白色エマルジ冒ンであった。
製造qa 製造例1と同様の装置に分子量10万のプルツレ(株式
会社林原生物化学研究所製氷分15−)57、2 fと
水420ft−加えて、70Cに昇温してプル2ンt#
I解した。50CIIC冷却後スチレンb 2.4 f
 、 2S% DjllP−1414f 、アクリルg
SAWを加えて重合した。窒素を用いて反応系内の酸素
を除去した後、重合触媒として2.21−アゾビス(2
−ア(ジノプロパン)二塩酸塩1.3fを水2Ofに連
層して加えた。iocより7sC壕で昇温し。
さらにil累を流しつつ75Cで゛6時間反応した。
水で一度調節して固形分20−のエマルジ曹ンを得た。
比較f!41 アクリルア建ド24??、アクリルg141.スチレン
614f、イソプロピルアルコール1・t。
水250ft81造例1と同様の装置に加え温合した。
窒素を用いて反応系内の酸素を除去した後、重合開紬削
として過硫酸カリツムa45Fを10tの水に溶解して
添加し友、さらに窒素を流しつつ室温から・Octで昇
温し、そのまま80Cで6時間反応した6反応生成物は
水で濃度+ll[して固形分25s、粘一度i 400
p@ (25tl’) (D共1f、合体エマルジ曹ン
であった。
較験例I III造911〜8のエマルジ■ン、比較ガ1のエマフ
ジ曹ン、および市販のサイズ剤ム、Bt−固形分10%
に希釈し、市販のサイズプレステストマシンによりjP
量量器5帽更紙に塗布して、100Cの回転ドラムドク
イヤ・−でS分間乾燥し、成紙を得た。この成紙のステ
中ヒトナイズ度、乾燥製所長オヨびl1fillllF
r長tソれぞれJI8P8122゜IXa F5111
1S 、 IXfl X’8155に準じて1111定
し、耐朱を第1表に示す。
試験9112 m5Kp 、!: LBKPO温&物(so : so
 ) (srf”am<叩解して作成した坪量65帽の
へンドクートに■造fl14および7の工!ルジ冒ン、
比較例1のエマルジ冒)を固形分1.0饅Pfl 7.
5およびpH1oK調節した後、市販のサイズプレス1
シンで塗布し成紙を得た。この成紙のステ中ヒトサイズ
度をIXfI P 8122 K準じて測定した。結果
を第2表に示す。
4tJff出願人  日本カーリット未式会社手  続
  補  正  書 昭和57都2月5日 特許庁長盲島田巻機殿 t 事件の表示 昭和56都特許願第209581号 五 補正をする者 明細書の「特許請求の範囲」の欄 翫 補正の内容 別紙の通り (別紙) [IIIP許請求の範囲」を次の如く補正します。
「(1)水溶性高分子ポリヒドロキシ化合物に下記の一
般式■、o3)および(0)であられされる単量体をグ
ラフト共重合することにより得られるI!間サイズ剤。
(式中、Rls へ、R4,ILFは■又は0−;−は
■又は000M ; R,、へはOH,又はOd’s 
; ’はII 、 7 ルflり金属又はアン篭ニウム
塩;Xは01.Br又は工;I紘アニオンをそれぞれあ
られす。) (2)水溶性高分子ポリヒドロキシ化合柳に下記の一般
式(Aり 、 (B’)および(Oo)であられされる
単量体をグラフト共重合することによ〉得られる特許請
求の範囲第1項記載の表面サイズ剤。
(式中、Yはアニオンをあられす。) イ3)水溶性高分子ポリヒドロキシ化合物に下記の一般
式(ム’) 、 (Bつおよび(0つであられされる単
量体をグラフト共重合することにより得られる特許請求
の範囲第1項記載の表面サイズ剤。
(式中、Iはアニオンをあられす。) (4) Yeが010である特許請求の範囲第2項又は
第5項記載の表面サイズ剤。
(5) f9がNoPである特許請求の範囲第2項又は
第3項記載の表面ナイズ側。
(6)水溶性高分子ポリヒドロキシ化合物がポリビニル
アルコールである特許請求の範囲第1項記載の表面サイ
ズ剤。
(7)水溶性高分子ポリヒドロキシ化合物がセルロース
誘導体である特許請求の範囲第1項記載の表面サイズ剤
(8)水溶性高分子ポリヒドロキシ化合物が天然澱粉ま
たは化工澱粉である特許請求の範囲第1項記載の表面サ
イズ剤。j

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)水濤愉高分子ポリヒドロキシ化合物に下記〇−一
    般式4)、 @)および(0)であられされる単量体を
    グラフト共重合することにより得られる表面ずイズ削。 (式中、’1 m ’1 e ’4 e R?は2又は
    am、;z、はg又はOt)OM ; R,、R@は0
    11.又はos4;mはg、アルカリ金属又はアンモニ
    ワム塩;Xは01 、 By又はICYはアニオンをそ
    れぞれあられす、) (2)水博性高分子ポリヒドロ中シ化合物に下記の一般
    式(Aり、(11)およびワ)であられされる単量体を
    グラフト共重合することによ勤得られる峙許晴求の範囲
    第1璃記−の表面すイズ剤。 (式中、!はアニオンをあられす、) (5)水廖性高分子ポリヒドロキシ化会物に下記の一般
    式(に) 、 (IF)およUCF)であられされる単
    量体をグラフト共重合することによ〉得られる峙奸−求
    O範fil11項記−の表面サイズ剤。 (式中、丁はアニオンをあられす、) (4)ユが00である時評請求の範[1112項又は第
    5項記載の表面サイズ剤。 (5)−がw=f/である轡許請求の範8纂2項又は第
    墨項記峨O表IIIすイズ剤。 (6)水溶性高分子ポリヒドロキシ化合物がポリビニル
    アルコールである411粁請求の範11111項記載の
    表面サイズ剤。 (7)水浸性高分子ポリヒドロΦシ化合物がセルロース
    鱒導体である譬許請求の範2!l第1項記載の表面ずイ
    ズ剤。 (1)水S*高分子ポリヒドロ中7化合物が天然澱at
    たは化工澱粉である時評請求の範囲第1謂記−の表面サ
    イズ剤。
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