JPS5915597A - 充填紙 - Google Patents

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】 各種紙及び板紙はパルプあるいは故紙を原料として長網
抄紙機あるいは円網抄紙機にて抄紙し、湿潤プレス、ド
ライヤ一工程、そして必要に応じて最終的１（カレンダ
ー処理をすることによって一般的に製造されている。

この製紙工程においてパルプ及び故紙等のセルロース原
料に充填材を内添して抄紙することも既に印刷用紙等の
分野で普及している。

紙の地合いを改善し、紙の不透明度を向上させる目的で
主に充填材が内添されているが、セルロース原料のみに
比較して乾燥速度が向上し、乾燥エネルギーのコストダ
ウンが可能となり、更に、セルロース原料として高級な
晒クラフトパルプを使用する」二質紙においては安価な
充填拐の添加により、かなり紙の原料コストを低下させ
ることが出来る。

このようにセルロース原料に充填材を内添することは製
紙工業にとって非常に有益であり、木材の省資源の点か
らも今後更に推進されると考えられる。

しかしながら従来の技術では充填材の内添割合がセルロ
ース原料１００重量部に対し、約１０〜１５重量部であ
り、特に不透明性の高いことが要求される書籍用の本文
用紙でも充填材の割合は約２０重緻％である。充填材の
内添割合がこのように実用上限定されているのは充填材
の内添割合が高くなると充填材歩留り、紙力強度が顕著
に低下するためである、 そこで本発明者等は、従来のレベル以上に充填材を内添
しても、紙力強度及び充填材歩留りがそれ程低下しない
で高充填材含有紙が得られれば製紙工業において極めて
有意義と考え、鋭意検討した。その結果驚くべきことに
は、従来のレベル以上の充填材を内添しても、特定のカ
ルボキン変性ジエン系共重合体及び凝集剤を併用すれば
高い充填材歩留りで高い紙力強度の紙が得られることを
見い出し、本発明に到達した。

すなわち本発明は（Ａ）水分散性繊維：２０車覇％〜７
５重肝％、（Ｂ）無機充填４’４　：　２０重尾％〜７
０重量％、（Ｃ）共重合体のゲル含有率が２０沖輸％す
、Ｆであるカルボキシ変性ジエン系共重合体ラテックス
０．５重量％〜２０重鴫％、からなる１００庫計％及び
（Ｄ）１凝集剤を必要成分として含む水分散液を作成し
、公知の製紙工程を経て得ら八る充填紙である。

本発明で用いられる水分散性繊維としては未晒クラフト
パルプ、晒クラフトパルプ等のケミカルパルプ、メカニ
カルパルプ、セミケミカルパルプ。

合成木材パルプ等のパルプ類及び回収故紙の一種以上を
使用することか特に好捷しいが、必要に（芯じてガラス
繊維、ロックウール等の無機しり維、ポリエステル、ナ
イロン等の合成繊維、セラミック繊維及び麦わら、木綿
〈づ等も併用出来る。

水分散性繊維の割合は２０軍量％〜７５重量％が好まし
く、特に４０重量％〜６０重轍％が好まし７い、、　２
　［１重尾％未満の場合は紙力強度が極端に低−トし、
７５屯Ｍ％を越える場合は充填材の内添効果か低く好ま
しくない。

」＼究明において用いられる充填材としては酸化チタン
、シリカ、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カル／ラム、
硫１４タカルシウム、硅酸カルシウム、酸化力ルンウム
、ｆｉｌｌ）　Ｗアルミニウム、ケイソウ土、クレー、
水酸化マグネシウム、タルク等の無機充填材か挙げられ
るが、炭酸カルシウム、クレーおよびタルクか適してい
る、無機充填材の使用割合１Ｊ１０重階％〜７０重袖％
が好ましい、２００庫計・３１未満では充填材の内添効
果が低く、又７０重歇％を越える１合は紙力強度が顕著
に低下し好ましくない、。

本発明において用いる共重合体ラテックスは充１１戸イ
”４内添による紙力強度の低下を抑制し、充填材歩留り
を向上させる目的で使用され、本発明を達成」−る上で
重装な役割を果している。

」―記目的を最も効果的に達成するためにはゲル含有■
が２０車歇％以−ヒを有し、不飽和カルシボン酸及ｒノ
・ジエン系ｒゼ爾体を共重合体構成成分として波相して
得られるカルボキン変性ジエン系共重合体ラテックスで
あることが要求される。共重合体のゲル含有基か２０−
Φ昂％未尚の腸合紙力強度が顕著に低寸し好捷しくない
３．なお本発明で用いられるゲル含有−とはトルエンろ
Ｑ　ＣＣ中に共重合物（固体）を０．５９−添加し、据
とり器で約４時間（Ｗ拌溶解させ、２００メツシユの金
網でｆｊ過し、金網上にＩ−１別された共−Φ合体を乾
燥して秤部し、もとの共重合体にゾ；Ｊする型組割合で
示したものであ乙。

カルホキン変慴ジエン系共重合体ラテックスはゲタジエ
ン、イノプレン、クロロプレン等のジエン糸り６　量体
、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリル酸、メ
タクリル酸等の不飽和カルボン酸単量体及び曲の共重合
可能な単量体を公知の乳化改行１去に」、って共重合し
て得られる。他の共重合（可能な単１体どしてはスチレ
ン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、ジビニルベ
ンゼン等の芳香族ビニル化合物、β−ヒドロキノエチル
アクリレ−ト等のヒドロキシアルキルエステル、グリシ
ジルメタクリレート、グリシジルアクリレート等のグリ
シジル基を有するビニル化合物、アクリルアミド、Ｎ−
メチロールアクリルアミド等のアミＦ基を有するビニル
化合物、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等ビニルエス
テル類、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、
エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアルキル
アクリレート類、ジオクチルマレート、ジオクチルフマ
レート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリ
ロニトリル、メタクリレートリル等が挙げられる。

上記のジエン系単量体、不飽和カルボン酸及び他の共重
合可能な単量体から得られる本発明のカルボキシル変性
ジエン系共重合体ラテックスのうちでもジエン系単量体
としてブタジェン、不飽和カルボン酸としてフマル酸、
イタコン酸、マレイン酸から選ばれる不飽和ジカルボン
酸−神以上、及びその他の共重合可能な単量体としてス
チレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレートから
選ばれる一神以上を用いて得られる共重合体ラテックス
か高い紙力強度を力え、最も好捷しい。

各単層体の配合割合は特に限定されるものではないかジ
エン系弔量体３０重敏％〜６ｏ重搦％、ゴ・飽７１１カ
ルホ／部シ０．５庫量％〜５　ｆｉｊ丘％の範囲で用い
／ζ」帽辷口・好寸しい、ジエン系ｑｔ帛体の割合が高
くなると紙力輝度か低下する傾向になり、逆に／エン余
栄量体の配ａ割ばかかなり低くなると歩留りが低下する
ようになり、又不飽和カルボン酸の酊゛合割合が非常（
ｆこ少ない場合は紙力強度が低下し一不力包和１）ルボ
／自νの配合側ａが高い場合は凝集剤か多量゛必要とな
り、充填剤歩留りも低下する、本発明のカルボキシル変
性ジエン系共重合体ラテックスの使用割合は０．５重騎
％〜２０重量％（固形分換駒）の範囲で用いる必要があ
る。０．５重量％未満の場合は紙力強度の向上割合が湘
著でなく、平／冴性も低下する３、２０車計％を越える
場合は充填７紙が柔らかくなり、紙力強度の向上割合も
Ｑｌとんとない。

本発明のカルボキシル変性ジエン糸共１ｊ８合体は通常
の乳化重合法によって容易に得ることが出来る。乳化重
合に用いられる乳化剤としてはドテシルベンゼンスルフ
オン酸ソーダ、ラウリル硫酸ソーダ、ナトリウムジオク
チルスルフォザクシネ−１・、ジナトリウムドデシルジ
フェニール、エーテルジスルフオネ−１・等のアニオン
乳化剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル
等のノニオン乳化剤等が挙げられる９Ｍ↓合−ｌ始剤と
しては過硫酸塩あるいはこれに亜伽酸塩捷たは重亜瞳酸
塩などの還元剤を組み合わぜ／゛こレトソクス系）独媒
、有機ハイドロパーオキサイド等が用いられる。

その他連釧移動剤、電＃質、キレ−１・剤、緩衝剤、ｐ
Ｈ調整剤等を必要に応じて用いることが出来る。これら
の乳化前、重合開始剤、分子量調節剤その他の助剤およ
び単量体１ｒＪ、重合開始前に全部仕込むか、捷だは一
部を重合開始前に仕込み、残りを重合中に連続的”また
は非連続的に添加するか、あるいはまた神ラテックスの
存在下あるいは存在しない状態で重合開始とともに連続
的または非連続的に添加する等の公知の方法で用いられ
る。

本ジ１−明のへ１集削は抄紙前の水スラリー中に存在す
るラテックス、あるいは充填拐、繊維を不安定化し、抄
紙に都ａの良い程１隻の大きさの凝集体くフロック）を
形成させる目的で１月いられる。このような役割を果す
渇し集剤としては水溶性無機Ｊ！たとえば側口４会アル
ミニウム、ミョウバ／、塩化カル／ラムお・よひ塩化マ
グネンウム等、カチオン性ラテックス、水溶性イオン性
有機重合体、たとえばポリエチレンイミノおよび神々の
イオン性ポリアクリルアミド、アクリルアミドとジメチ
ルアンモニウムクロリド等か挙げられる。

凝集剤の使用量は特に限定されるものではなく、使用す
るラテックスの種類、割合いによって犬きく影欄〉され
、通常はラテックスが十分に繊維あるいは充ｊｉｒＪ、
　ｔｇに定着する捷で添加される。凝集剤の添Ｊ＋１１
方法も特に限定されるものではなく、ラテックスの添υ
Ｉｆ　ｆ）ｆＪでもラアツクス添加後でも良く、１だ連
続的１・こあるいは非連続的に添加することも出来る。

本分５明を実砲する」二て製紙工業で通常便用される添
加剤例えばセルロース誘導体、各種酸化防止剤、防カビ
剤、殺菌剤、ｐＨ調整剤、水溶性０有機染料、水分散性
着色顔料、澱粉、非イオン性アクリルアミド共重合体、
メラミンホルムアルデヒ゛ド樹脂・尿素ホルムアルデヒ
ド樹脂・エポキシ樹脂等の架橋性樹脂、アニオンあるい
はカチオン性乳化剤、その他の紙力増強剤等およびジカ
ルボン酸、アルキルケテンニ景体、ワックスエマルジョ
ン、ロジン等のサイズインク剤等を必要忙応じて添加す
ることが出来る、 このようにして得られる本発明の充填紙は各種有機高分
子物質による表面サイズインク、顔料及び力°ルボキシ
変性スチレン・ブタジェン共重合体ラテックス等のバイ
ンダー等からなる紙被棲用コンパランド（カラー）によ
る塗布が可能で、特に印刷用原紙、板紙、及び石コウボ
ード原紙壁紙等に有利に使用出来る。

以下に実施例をあげて本発明を更に詳しく説明するが、
実施例中の部および％はすべて重量部および重量％を意
味する。

実施例及び比較例 窒素置換した抄拌機を備えた温度調節可能な加圧反応器
で水１１０部、ドブフルベンゼンスルフォン酸ソーダ５
部、重炭酸ソーダ０．９部、過硫酸ソーダ１．２部、表
１に示す単１体１００部および連３的移動剤からなる配
合組成物を７０°Ｃで１５時間ル合反１５、させ、スチ
ームストリッピングを行なって残宙モノマーを除去し、
約４３〜４６％の固形分を有するジエン系共重合体ラテ
ックスＡ−１を得、た。得られたラテックスを用いて下
記に示す方法により充填紙を作成し、歩留り、紙力強度
を測定した。

（１）充ｊ−紙の作成 晒クラフトバルブ（針葉樹）を叩解機にて叩解し、カナ
ダイアンフリネース（ＪＩＳ　Ｐ８１２１　　規定）が
５００ＣＣになるように繊維長を調整する。

次いで上記パルプスラリーを０．４部濃度に調整し、パ
ルプ、充填拐及びラテックス１００部（固形分）Ｉｆ（
ｈＪし０．５部１１こ相当するカチオン性ポリアミドエ
ピクロルヒドリン４ｕ脂（商品名に３部ｍｅｎｅ　５５
７　。

バーキーレス社製）を添加し、そして表２に示す配合割
合の充填材（タルク：輸入タルク９μ径。

炭酸カルシウム二重質１級７μ径、クレーニジヨーシア
カオリンクレー）とラテックス（２０％固形分濃度に希
釈）を順次、ト記パ″ルプスラリーに指押しながら添加
し、最後にスラリー中の水が透明になるまで５％硫酸ア
ルミニウム水溶液を徐々に添加し、ラテックスを定着さ
せた。このようにして得られた水スラリーを角型シート
マシン（８０メツシユスクリーン使用）に移し、水を加
えて０．１４％のスラリー濃度に調整し、水を除去し、
湿潤紙を得、ドラム乾燥機にて１１０℃で乾燥した。得
られた充填紙の坪量は約６’ＣＪｆｆ／ｍ２〜９０５’
／ｍ２であった。

（２）物性の測定 囚歩留り 使用した充填材、ラテックス（固形分）、繊維及びその
他の助剤の合計重機に対して、得られた充填紙（乾燥重
量）の割合を％で衣示した値、抄紙工程で排水液中に流
失する王たる原料は充填材と見なしている。

（Ｂ）紙力強度 得られた充填紙サンプルを１．５川幅の短冊に切り、引
張試験様にて、５０　＃ＩＩＩ＋　／分の速度で引張っ
た時の破断強度（ＫＳ’　／　ａｔｔ、２）を測定した
。

表２の評価結果より、繊維にかなりの充填材を添加して
も本発明のカルボキシ変性ジエン系共重合体ラテックス
を併用することによって、歩留り、紙力強度の低下を顕
著に抑制することが明らかである。

また、併用するジエン系共重合体ラテックスとして本発
明の範囲内のカルボキシ変性ジエン系共重合体ラテック
スを本発明の使用レーベル範囲内で月」いた場合に最も
効果的に歩留りと紙力強度を同時ｊ・て改良することが
明らかである。使用する不飽和カルボン酸としてモノカ
ルボッ酸よりジカルボン酸を用いた場合の方がより効果
的であることもわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）（Ａ）水分散性繊維＝２０重量％〜７５重量％（
   Ｂ）無機充填材＝２０重量％〜７０重量％（Ｃ）共重合
   体のゲル含有率が２０重量％以上であるカルボキシ変性
   ジエン系共重合体ラテックス０．５重量％〜２０重歇％ （６）凝集剤 （５）〜（Ｃ）の１００重量％及び■）を必要成分とし
   て含む水分散液を作成し、公知の製紙工程を経て得られ
   る充填紙。 （２）水分散性繊維が主としてパルプおよび／または回
   収故紙からなる特許請求範囲第１項記載の充填紙。 （ろ）カルボキシ変性ジエン系共重合体ラテックスがア
   クリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレ
   イン酸から選ばれる少なくとも一種以上の不飽和カルボ
   ン酸とブタジエ／及びその他の共重合可能な単量体とを
   通常の乳化市会法によって重合して得られることを特徴
   とする特許請求範囲第１項記載の充填紙。