JPS5823993A - 紙用の寸法安定化剤 - Google Patents

紙用の寸法安定化剤

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JPS5823993A
JPS5823993A JP12134181A JP12134181A JPS5823993A JP S5823993 A JPS5823993 A JP S5823993A JP 12134181 A JP12134181 A JP 12134181A JP 12134181 A JP12134181 A JP 12134181A JP S5823993 A JPS5823993 A JP S5823993A
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今村 州男
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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】 本発明は紙用の寸法安定化剤に関する。
セルロースを主成分とする紙は、その本質的な欠点とし
て湿気による伸び縮みが大きく、印刷や記録紙等の分野
ではその改善が重要な課題となっている。
湿気による紙の伸縮性については多くの研究がなされて
いるが、パルプの種類、叩解の程度、乾燥方法、その他
の多くの要因が複雑に影響しており、伸縮安定性につい
て決めてとなるような理由は現在未だ明らかとはなって
いない。
因みに紙の湿気に対する寸法安定化方法として従来提案
されている方法としては、例えば、セルロースの水酸基
を化学的に処理して疏水性基に変換する;木材パルプに
ガラス繊維、ポリオレフィン、ポリアクリルニトリル等
の疏水性物質を添加して抄紙する;紙の表面を疏水性物
質にて被覆する;叩解を控え目にして繊維のからみ合い
を緩和する;鉱物質填料を充填する;樹脂を添加して繊
維を三次元的に結合せしめて乾燥を防ぐ或いは大径シリ
ンダー上にて密着乾燥する等の方法が知られているが、
これらの方法に於いては、例えば、寸法安定効果が充分
でない又は殆んど効果がない1紙の強度が著しく低下す
る、紙質の柔軟性を阻害する、印刷特性に悪影響を及ぼ
す或いは経済性が劣る等−長一短があり実用上種々の問
題点を有している。
また一方、これに力iえ或いは別個の問題として印刷用
紙、情報産業用紙(コンピューターカードその他)、ラ
ベル用紙等のハクリ紙においては、湿分や水分の影響ズ
おこるカールがしばしば問題となる。  、。
紙のカールによるトラブルは工場操業において能率を低
下させるばかシでなく、歩留シにえいきようし、採算面
に悪影響を及ぼす。従って紙の中間製品はカー尤発生に
理由するクレームが多い。
カールの原因については、紙の機械すきによる方向性が
あり異方性になっている、紙の表裏に密度差がある等種
々の原因がある。又カールは、紙9表裏に繊維配列の差
が生じたとき、填料の分布が厚さ方向で違っている場合
、内部ひずみが表裏で異なっているとき、コーティング
剤が片面にのみぬっている場合、プラスティックフィル
ムやアルミはくがはっであるときなどの場合によく発生
する。
このカール防止方法について従来提案されている方法と
しては、製紙工程での抄紙方法で1紙の表裏に密度差を
なるべく少なくする、白土(クレー)、タルクなどの填
料を加える又片面にのみコーティング剤をぬる場合うら
面に水をコーティングして乾燥する、グリセリン、ポリ
エチレングリコール等の保湿剤、柔軟剤を加え1紙の水
分を適度に保持し、柔軟性を付与するなどの方法が知ら
れているが、これらの方法においては、例えば、力、−
ル防止効果が充分でない又は殆んど効果がない、耐摩耗
強度、表面強度75iおちる、印刷特性に悪影響を及ぼ
す、或いは経済性が劣る等−長一短があり、実用上種々
の問題点を有している。
本発明者らはかかる現状に鑑み紙の寸法安定化方法、カ
ール防止方法について種々検討した結果、アクリルアミ
ド系モノマーとポリオキシアルキレングリコールモン(
メタ)アクリートとメチロール(メタ)アクリルアミド
系モノマーとその他の不飽和ビニールモノマーとからな
る特定の水溶性共重合体と水溶性多価アルデヒドが紙の
寸法安定化剤及びカール防止剤として優れた効果を有す
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、 素原子又はメチル基; R2; R3はそれぞれ、水素
原子又は低級アルキル基を表わす。〕にて表わされるア
クリルアミド又はメタアクリルアミド系モノマーの少な
くとも1種と 〔式中玉1は水素原子又はメチル基;R1は水素原子又
は低級アルキル基を表わす。m:2〜4の整数、n:2
〜50の整数を表わす。〕にて表わされるポリオキシア
ルキレングリコールモノアクリレート又はポリオキシア
ルキレングリコールモノメタアクリレートの少fxくと
も1種と は水素原子又はメチル基: R11は水素原子又は低級
アルキル基を表わす。〕にて表わされるメチロールアク
リルアミド又はメチロールメタアクリルアミド系モノマ
ーの少なくとも1種と D)アルキル基中に1〜12個の炭素原子を有するアク
リル酸又はメタアクリル酸のアルキルエステル類; は水素原子又はメチル基;R6は水素原子又は低級アル
キル基を表わす。〕にて表わされるアクリル酸又はメタ
アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル類;又はアク
リロニトリル、メタアクリロそトリル等のニトリル類;
又は又はメチル基、Bは水素原子又はアルカリ金属塩、
アンモニウム塩、アミン塩、アルカノールアミン塩を表
わす。〕の少なくとも1種の水溶性共重合体であって、 囚が 10〜90wtチ、 (ト)が 5〜40 wt
チ(Qが 5〜30wtチ、 (ト)が 0−30wt
チよシなる組成を要する共重合物と水溶性の多価アルデ
ヒドよシ成る紙用寸法安定化剤及びカール防止剤を提供
しようとするものである。
以下本発明について更に詳細に説明する。
本発明の紙用寸法安定剤及びカール防止剤の共重合体成
分の A)アクリルアミド又はメタアクリルアミド系モノマー
としては、例えばアクリルアミド、メタアクリルアミド
(以下、アクリル−又はメタアクリル−を総称して(メ
タ)アクリルという。) N、N−ジメチル−(メタ)アクリルアミド、N、N−
ジエチル−(メタ)アクリルアミド、N、N−ジーn又
は−プロビル−(メタ)アクリルアミド等であり、好ま
しくは、アクリルアミド、メタアクリルアミドが用いら
れる。
C式中R1は水素原子又はメチル基;R4は水素原子又
は低級アルキル基を表わす。ただしm:2〜4の整数、
n:2〜50の整数を表す〕にて表わされるポリオキシ
アルキレングリコールモノアクリレート又はポリオキシ
アルキレングリコールモノメタクリレートは、ヒドロキ
シアルキルモノアクリレート又はヒドロキシアルキルモ
ノメタクリレートに酸化エチレン、酸化プロピレン、酸
化ブチレン、テトラヒドロフランを単独又は共付加重合
することによってえられる化合物であり、又末端水酸基
中の水素君子がメチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基で置換されている化合物である。
具体的には下記のものがあげられる。
ω−ヒドロキシ−ポリ(エチレンオキシ)−(メタ)ア
クリレート、ω−ヒドロキシ−ポリ(プロピレンオキシ
)−(メタ)アクリレート、ω−メトキシ−ポリ(エチ
レンオキシ)−(メタ)アクリレート、ω−メトキシ−
ポリ(プロピレンオキシ)−(メタ)アクリレート等が
示される。
水素原子又はメチル基;R5は水素原子又は低級アルキ
ル基を表わす二〕にて表わされるメチロール(メタ)ア
クリルアミド系モノマーの好ましい例としては、例えば
、N−メチロール−(メタ)アクリルアミド、N−メト
キシメチy−−−(メタ)アクリルアミド、N−エトキ
シメチル−(メタ)アクリルアミド等が示される。
D)の疏水性不飽和ビニール化合物としての好ましいも
′のをあげれば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル
、アクリル酸n−プロピル1アクリル酸イソプロピル、
アクリル酸n7”チル、アクリル酸第3級ブチル、アク
リル酸2エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
イソプロピル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル
酸n−ブチル、メタクリル酸第3級ブチル、メタクリル
酸2エチルヘキシル等のメタアクリル酸エステル類、ヒ
ドロキシアクリレートについて好ましいものをあげれば
、例えば、ヒドロキシエチル−(メタ)アクリレート、
2−ヒドロキシプロピル−(メタ)アクリレート、2ヒ
ドロキシブチル−(メタ)アクリレート、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル等のニトリル類、等が示され
る。
カルボキシ基含有モノマーとしては、好ましくは、アク
リル酸、メタアクリル酸等及びアクリル酸、メタアクリ
ル酸等のソーダ塩、カリ塩、アンモニウム塩、メチルア
ミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミ
ン、ジエチルアミン、トリエチルアミンくエタノールア
ミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミンがあ
げられる。
N−メチロールアクリルアミド系モノマーの好ましい例
としては、例えば、N−メチロール−(メタ)アクリル
アミド、N−メトキシメチル−(メタ)アクリルアミド
、N−エトキシメチル−(メタ)アクリルアミド等が示
される。
本発明の水溶性共重合体における各モノマーの組成とし
ては囚成分が10〜90重量%で (I3)が5〜40
重量%  (Qが5〜30重量% (至)が0〜30重
量% の範囲が適当である。
本発明のアクリルアミド系重合体と水溶性多価アルデヒ
ドは紙に対してサイズプレスないしはオフマシーンにお
ける塗布ないしは含浸用の寸法安定化剤として用いられ
る。
添加量は、パルプの重量に対して本発明の特定水溶性共
重合体が0.1〜15重量%の範囲が好ましい。
又水溶性多価アルデヒドは本発明の特定水溶性共重合体
1重量部に対し重量比で0.1重量部から3重量部の範
囲が好ましい。0.1重量部以下では寸法安定性、カー
ル防止効果が少なく、3重量部以上では紙の紙質がおち
る。
カール防止剤用としては、本発明の水溶性重合体をかな
シ用いる必要がある。
又、塗布ないしは含浸の際に一般に製紙業界で用いられ
ているサイズ剤、紙力増強剤等を適宜併用することがで
きる。
本発明の共重合体の製造については特に制限はないが、
通常は例えば下記の如き方法にょシ調整される。しかし
、勿論他の方法によって製造されたものでもよい。
即ち、A)成分とB)成分とC)成分とD)成分を合計
したモノマーの濃度として5〜30重量%、好ましくは
10〜25重量%の水溶液に、触媒として過硫酸塩又は
これとアミン若しくは亜硫酸塩とのレドックス系を加え
、室温乃至100”C程度の温度で、0.5〜5時間位
反応させる。触媒として用いられる過硫酸塩としては、
水溶性の塩、例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニ
ウム等の塩が好適であシ、又、アミンとしては、例 ゛
えば、モノエタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン
、アニリン等の1級アミン、ジェタノールアミン、モノ
メチルアニリン等の2級アミン、トリエタノールアミン
、ジメチルアニリン、ピリジン、ピコリン等の3級アミ
ンのいずれでも良い。
触媒の使用量については必ずしも制限はないが、通常は
モノマーに対して過硫酸塩0.1〜5゜重量%、アミン
0.5〜30重量%ていど用いるのが望ましい。
重合温度は室温にて始めた場合でも、重合開始により昇
温し、通常は最終酷に70°C位になる。
70〜80℃程度の温度で反応を始めた場合には、冷却
を行なう必要がある。
本発明に於ける共重合体の分子量は5,000位の如き
低分子量でも、200万位の高分子量でもよい。
しかし実用上好適な分子量としては1万から100万の
範囲の比較的低い範囲の共重合体の方が、好適である。
以下、本発明の紙用寸法安定剤、カール防止剤について
、共重合体の製造及び、寸法安定性、カール防止につい
ての試験の代表的な例を示し、更に具体的に説明する。
ただし、これらは本発明についての理解を容易にするた
めの単なる例示であり、本発明はこれらのみに限定され
ないことは勿論のこと、これらによって何ら制限されな
いことは言うまでもない。
尚以下の実施例に於いて1Vは重量部を意味する。
合成例1゜ 温度計、窒素導入管をつけた三ロフラスコにアクリルア
ミド70部、メタアクリルアミド5部、数平均分子量3
70のポリオキシプロピレングリコールモノメタクリレ
ート(日本油脂■製品、ブレンマーPP100O) 1
0部メチロールアクリルアミド10部、アクリルニトリ
ル5部及びイオン交換水400部を仕込み、窒素ガスに
て30分バブリングをして系内の酸素を除去した後、液
温を’XJ”OK調節して、レドックス系開始剤ジェタ
ノールアミン50チ水溶液10部と過硫酸ア/モモウム
20%水溶液10部を投入して反応を開始した。
重合は63°Cに達した後1時間続は共重合物の20%
水溶液を得た。
この共重合物の20”Oに於ける粘度は1,000cp
sであった。
合成例2−4 種々の組成のモノマーを合成例1と同様な方法にて反応
させて各種重合物をえた。
これらを表1に示す。
表−I 試験例1゜ 合成例1〜5にて合成した水溶性共重合体の5チ水溶液
に、水溶性共重合体及びグリオキザールが固形分で3俤
になる様にイオン交換水及びグリオキザールを添加し、
攪拌した後坪量60gの無サイズ紙を含浸し、吸取紙で
余分な液をふきとった後120℃で5分乾燥した。この
紙は紙に対しポリマー3.5%、グリオキザール35チ
の着料となった。
この紙を50 X 400(miりの試料片として、恒
温恒湿室(20℃ 65チ)に−昼夜放置し、浸水伸度
、気中伸縮率を測定した。伺浸水伸度は試料片を20℃
の水中に10分間浸して、浸水前の状だい(20℃ 6
5チ)を基準にした伸び率を測定した。
又、気中伸率は20 ’O、湿度33チに於ける試料片
を基準とし、湿度を33%から7鏝まで変化させ1.更
に72%にて調時間放置した後の伸び率を測定した。縮
率についても同様に20 ”(! 、湿度72%のとき
を基準とし、湿度を72%から33%′iで変化させ、
更に33チにて24時間放置した後の縮み率を測定した
結果を表■に示す。
表−■ 試験隘     添   加   剤    浸水伸度
l     ブランク    (蕪サイズ原紙)   
2.30%2  合成例1ポリマー+グリオキザール 
1.50%3  合成例2ポリマー+グリオキザール 
 1.3544  合成例3ポリマー+グリオキザール
 130%5  合成例4ポリマー+グリオキザール 
128チロ  合成例5ポリマー+グリオキザール 1
.48%比較例1 合成例1ポリマー        
  210%*l カール特性とは、10α四方の資料
の紙に同じ(Jot相対湿度を30%から70チに変化
したときカールした:表わす。
気中伸

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 A)一般式〔式中R1は水素原 子又はメチル基:R2,R3はそれぞれ、水素原子又は
    低級アルキル基を表わす。〕にて表わされるアクリルア
    ミド又はメタアクリルアミド系モノマーの少なくとも1
    種と 〔式中R,は水素原子又はメチル基;R4は水素原子又
    は低級アルキル基を表わす。m:2〜4の整数、n:2
    〜50の整数を表わす。〕にて表わされるポリオキシア
    ルキレングリコールモノアクリレート又はポリオキシア
    ルキレ/グリコールモノメタアクリレートの少な素原子
    又はメチル基;R11は水素原子又は低牧アルキル基を
    表わす。〕にて表わされるメチロールアクリルアミド又
    はメチロールメタアクリルアミド系モノマーの少なくと
    も1種とD)アルキル基中に1〜12個の炭素原子を有
    するアクリル酸又はメタアクリル酸のアルキルエステル
    類; 〔式中R1は水素原子又はメチル基;也は水素原子又は
    低級アルキル基〕 にて表わされるアクリル酸又はメタアクリル又はメタア
    クリル酸のヒドロキシアルキルエステル類;アクリロニ
    トリル、メタアクロニトリル等のニトリル類;又は 又はメチル基;Bは水素原子又は、アルカリ金属塩、ア
    イモニウム塩、アミン塩、アルカノールアミン塩を表わ
    す〕 の少なくとも1種の水溶性共重合体であって、(5)が
     10〜90wt% (B)が 5〜40 wt%(Q
    カ5〜30wt%  CD)カO〜30wtq6よシ々
    る組成を要する共重合物と水溶性の多価アルデヒドよシ
    成る紙用の寸法安定化剤。
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