JPS5926595A - 填料内添紙 - 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】 本発明は、強度および光学的性質に優れた填料内添紙に
関する。更に詳しくは、アニオン性基奢有する化合物お
よびカチオン性基２仔する化合物およびアクリルアミド
を構成成分として含有する共重合物乞吸着さぜブこ炭酸
カルシウムを填料とする填料内添紙に関する。

紙χ抄造１−る場合、棹々の理由から、小村ン加える％
ｌｒ　ｅが多く、それぞれ用途に応じて填料の４Ｊｈ＃
Ａ１配合Ｍ寺が１．Ｗ整されている。抄紙用填料は、紙
の白色度、不透明度、平ｒｔｔ性、インキ父理性、筆記
適性、塗工泌性寺を同上させる目的で、紙の伸稲馨減ら
し柔軟性を与える目的で、あるいは、単に増量剤として
バルブスラリーへ配合される。

特に最近では、パルプの節減、および経費節約の観点か
ら、各種紙類のｌｊｉ証化が歎望されている。しかし、
一般に補血化の目的で紙を薄くすると不透す」度が低下
し−Ｃ姓面が：ａけて見えるようになる・そこで、不透
開展低下防止策として、各種填料を内添する試みがなさ
れｔいる。

しかしながら、通例、填料の添加は、凪の表面強度、引
張強度、引裂強度の低下の原因となる。

特に近来、印刷機械の発達により高速度印刷が広く行な
われるようになり、又Ｑ　蝕ｊｉｉ’ｊ約の点から低品
質のパルプを利用する傾向があるので・紙力が不充分で
あると、紙ムケ、紙粉等のトラブルが発生するなどの問
題があり填料の添加によっても十分な紙力２持つ内破厭
の開発が要望されている。

紙の強度を尚める１つの対床として、表面サイズを行な
う方法があるが、サイズ剤塗布時に紙を湿らすため、こ
の方法は、転線効率が悪くなる、抄速か低下する、不透
明度が向上しない、紙が硬くなる、とい５欠点ン自する
。また、紙力増強ハリとして、アニオン性、またはカチ
オン性各種ポリマーをパルプスラリーへ填料と共に添加
する方法もあるが、この方法では、填料のパルプへの接
着力が弱く、紙に充分な強度ｒ与えるに到っていない。

従来抄紙用填料として、カオｌ）ｚン、クレー、クルジ
、二酸化チタン、炭酸カルシウム等が用いられているが
、これら抄紙用横材のなかにあって、／Ｉ＃に炭酸カル
シウムは、酸性抄Ｒ（に代って中性抄紙が発展するに伴
ない、その填料としての需要がＪｄ大しつつある。

本発明者等はかかる現状に鑑み、炭酸カルシウム乞母体
とし、これにパルプ繊維との接着力を持たせることによ
り、紙の白色度、不透り」度乞向上さぜると共に紙の強
度２回上させて、従来の填料内添紙の入点を解消する填
料内添紙２得ること７目的とし℃鋭意イリ［九を重ねた
結果、あるｌｌｒ定の七ツマー化合物ヲ４１り酸成分と
する共嵐合物乞吸着させた炭酸カルンウムｒ櫨料として
用いると、上記の目的は達成されること２見い出し本発
明を完成させた。

すなわち本発すＪは ■　アクリル酸、メククリル酸、イクコン酸、マレイン
酸またはそれらの塩より選ばれたアニオン性基を有する
１種又は２４■以上のモノマー化合物、および ■　アミノアルキルアクリレート、アミノアルキルアク
リレート、ビニルピリジン、アリルアミン、ジアリルア
ミン、Ｎ−（ジメチルアミノメチルクーアクリルアミド
またはそれらをさらにアルキル化した第四アンモニウム
塩より選ばれたカチオン性基７有する１、１１１ｉまた
は２種以上のモノマー化合物、および■　゛１クリルア
ミド を構成成分として含有する共重合物を吸着させた炭酸カ
ルシウム’ａ’　Ｊ７１料として含有する紙力強度が篩
く、白色夏、不透ＥｉｌＪ度が回上せられた填料内添紙
ｒ提供するものである。

抄紙用炭酸カルシウムは一般に、Ｍ＋−１特ｔＩ１．乞
示す寸・均′ｈ、径２０μｍ以下の４屯囲のものが使用
される。平均粒径２０μｍ以下の炭酸カルシウムとして
は、平均粒径２０〜１μｍ程度の異方形粒子である瓜買
炭酸カルシウム、１０〜１μｍ４Ｍ厩の軽微性成ムにカ
ルシウム、長さ０．５　＝−１０μｍ　、　ｒｌ］　０
．０５〜Ｄ、　２１ｔｍ　　な、る炭酸力ルンソム針状
−次粒子が三久元的に不１規則に和み台って形成された
特開昭５４−１３２４１９号公ＶＩＪ及び１１゛４開昭
５４−１６０５９７号公軸ｉ己、１３いり仄版カルシウ
ム、平均粒径が１．０〜ｏ、ｉμｍの立方形炭酸力ルン
ウム、および平均粒径が０．１〜０．０２μｍの、膠質
炭酸カルシウム舒が孕げられゐが、本シら明では通電の
顔料９■滓力”くＪ−平均粒径２０μｍ以下のものであ
ればｌ［！ｌ−に１ｉｉｌＪ　１１ｓ’：されることな
く使用で＠る。

本発明ｅこおいては、炭酸カルシウムに、上記の共乗合
物暑吸着させるのであるが、ここで「吸着」とは、上記
Ｊｌ；　ｍ合物のカルボキシル基と炭酸カルシウムのカ
ルシウム原子とが塩形成した形の結合、共点曾物中のカ
チオン性基と炭酸力ルンウムとの靜゛屯的な結合、物理
吸Ａべ′すの態様を含むものとする。

不発ψＪＫ、係わる上記共ル合物の手１ｑ成成分の比率
は、アニオン性基を有するモノマー化合物が５〜５０モ
ル％、カチオン性基７有するモノマー化合物が５〜５０
モル％、かつアクリルアミドが１０〜９０モル％が好ま
しい。また性能が損われないｘ１α囲において、上記（
゛１ｑ成成分の外に、アクリロニトリル、Ｎ−メチロー
ルアクリルアミド、２−ヒドロキシエチルアクリレート
、２−ヒドロキシエチルアクリレート ル、炭素数１〜３のアルキル基がエステル基に結合して
いるアクリル醒エステル類又はメタクリル酸エステル類
、スチレン等の非イオン性の重合性モノマー化合物して
もよい。これらモノマーの添加量は共重合物を４１／Ｉ
成する成分として、２０モル％以下、好ましくは１０モ
ル％以下となる良である。共重合物の一′１′−均分子
瓜は、ポリアクリルアミド換算で２０万〜４００万、好
ましくは６０万〜３００万である。分子員が２０万未満
の場合は紙力が充分とは目えす、４００万乞超える場合
は白色度等、紙の光学的性質に悪影響を及ぼすＢＪ能性
が太きい。

炭酸カルシウムに対する共１に合物の吸着量は炭酸カル
シラノ・１００爪Ｊ１部尚り、ｏ、ｏ　ｉ〜１０．０；
ｊｉ呈郡部程度好ましくは０．１〜５６０凧Ｊ＆部であ
る。吸着量が０．０１車量部未満であるとその処理効果
が発揮されＡＩＬり、共凧合物無疹加の場合との差が始
′ｌ著ではない。また、１υ、０爪ノル部を超える貝研
加し℃も強ｊ几、光学的性黄共にそれ以上の順Ｓｌ工同
上は期待できない。

本発明に用いられる共ｊハ合物の製造方法はｌ持に限定
的では７＝ｃ　＜　、種々の方法でＡｉｑ造Ｊることか
できる。ｌｆｔ１えは、アクリルアミド、アニオン性モ
ノマー、カチオン性モノマーを水ＱｌＬ体中にて、過硫
酸塩の如き水浴性厭合開始剤を用い℃重合せしめる方法
、あるいは、°ｒアクリルアミドアニオン性モノマーを
水媒体中にて車台せしめ、つづいて得られる共息合体に
、ホルムアルデヒドと１級もしくは２級アミンを反応・
ヒしめ、共点合体を７ミノ化させる方法などがある。不
発明に係る填料は炭酸カルシウム荷濁液に上記共重合物
を添加し、Ｊ）１．拌等により均一に混合し、炭酸カル
シウム粒子に当該共止合物を吸着させた後、そのままス
ラリーとして使用するか、常法によりフィルタープレス
等にて脱水し、ペーストとして使用するか、乾燥、解砕
、分殺し、粉末化し、粉末品として使用することかでき
る。

上記炭酸カルシウム懸濁液の濃度としては、１１４に制
限はないが、粘度ン低くし、作業能率を尚める観点から
約５〜２０爪１ｓｔ％とするのが好ましい。

また共重合物の添加量は、その吸７Ｆｉ率を勘案して予
め鉾定されるか、固型分供ｉ＋？、で、炭酸カルシウム
１００ｉ盆部に対し、通常、［Ｊ、０１〜１０．０鍬厘
部、好ましくは０．１〜５．ＯＪ扛Ｊｉｔ部程度の吸Ｎ
坦となるようにすればよい。

このようＫして得られた共重合物を吸眉させた炭酸カル
シウム’ＹＪｆｆ料としてパルプスラリーへ添加し、抄
造することにより、本発明の填料内添紙が得られるが、
上記炭ばカルシウムの紙中における含有量はパルプの乾
燥ｉＲＪ＋ｔに対し、２ｍＭ９６ρ）ら４０止Ｈ％、好
ましく（よ、５ｍＪｉｔ％から６０繊１ル％である。抄
造された紙に対する炭酸力ルンウムの祇中含λが２ホ足
ン６未満では白色度、不透明度の同−上は充分でなく、
４０嵐駕％を［えると４代のり出展の低下が著しくなる
。

この機付の９１料の添加′Ｂｔは、その歩留９？勘案し
′Ｃ１抄造された紙に対し℃、填料の紙中含■が、５車
量％かし４０康ｍ１％、好ましくは、１０瓜坦％から５
０爪欧％と７Ｉる様にＪ゛ればよい。さらに抄造に当り
、紙の・註買、用途に応じＣ１その他の院〃［１′吻（
サイズ剤、紙カッ］す、泥層ハリζ・ｔ）を〃０え゛〔
もよい。

かくして得られる、本発明の痕ギ′Ｆ内添祇は引張強度
、引裂強駄、表面強酸等か高（、不透明度、白色度等の
光学的性質が優れた紙を与えるものである。

以下、不発ψ」を実施例により、具体的に説明するが、
本発明はこれらの夾ｈｍ例に限定されるものではない。

く共重合物の製造例〉 製造例１ アクリルアミド５０モル％、アクリル酸ソーダ２５モル
％およびＮ、Ｎ−ジメチルアミンエチルメタクリレート
とジエチル硫酸を反応させて得られる第四アンモニウム
塩２５モル％を、水溶媒中、過酸化アンモニウムカ虫媒
の存在下で６０℃にて共重合せしめ、共重合物（以下共
重合物（１）と称する）を得た。１Ｎ亜眺酸ナトリウム
水浴液に当該共凪合物’ｋ　＃　ｊ’Ｊ’Ｆし、ウベロ
ーデ粘度針で６０℃における憾限粘度を測定し、次式、 極限粘度＝　５．７’５　Ｘ　１０−’　Ｘ　（’Ｆ均
分子Ｍ）　０°６６により、ポリアクリルアミド侠３１
−の平均分子量ビ求めると１３０万であった。

製造例２ 製造例１で、アクリルアミド５ｏモル％を用いる代わり
に、アクリルアミド４５モル％及びＮ−メチロールアク
リルアミド５モル％を用いる以外は、製造例１と同一の
条件で共重合せしめ、共重合物（以下共重合物（ｍｌと
称する〕７得た。製造例１と同一の方法により求めたア
クリルアミド換算り平均分子垣は６２万であった。

く炭酸カルシウム填料の製造例〉 製造例３〜６ 炭酸カルシウムの５鍬足％水１゛融濁液に、共重合物（
ＩＪ又は＋ＩＩ）の２爪址％水溶液を、固形分換昇で、
炭酸力ルンウム１００瓜浬部に対し共重合物（ＩＪ又は
（ＩＩ）を５瓜量部のＷＩＪ合で重加混合−３−ること
により、表１に示１−ように、共重合物（１）又は（Ｉ
Ｉ）を３＆ｉ仕％吸眉した炭酸力ルンウム個科＋￥得た
。

衆ｌ庁開昭５４−１３２４９９号公報及び！１ケ開昭５
４−１６０５９７号公報に記載の方法で製造した、平均
長さ２μｍ、平均幅０．１μｍの針状絡合体沈降性炭酸
カルシウム ００平均粒径６μｍの異方形粒子である市販の重質炭酸
カルシウム 次に、填料を内添した紙の抄紙実施例及び抄紙比較例を
示すが、例中の手抄による抄紙方法は、ＪＩＳ　　Ｐ−
８２０９に記載された方法で行い、抄゛紙されたシート
の米坪量か絶乾で６ｏ＆／ｍ２となるように抄紙した。

紙中の引料分ＣＭ、ｍ％）は紙中の灰分量に等しいとみ
なした。灰分測定は、ＪＩＳ　　Ｐ−８１２８に記載さ
れた方法で行った。また、白色度測定は、ＪＩＢ　　Ｐ
−８１８３に記載された方法又・、不可明度６１１１定
は、ＪＩＳ　　Ｐ−８１５８に記載された力紙で１１つ
だ。引張強さの指標として裂断長を採用し１こが、裂断
長は、ＪＩＩ！Ｉ　Ｐ−８１１３に記載された方法によ
り測定した。また、引裂強さの指標としては、次式、で
計譜−される比引裂強さを採用したが、式中の引裂強さ
は、ＪＩＳ　　Ｐ−８１１６に記載された方法で測定し
た。表面強度は、明製作ｌシｆ製のＲＩテスターを用い
て測定し、評価は１から５までの数字で表わしｆこ、１
から５になるに従って強度は上外することを意味する。

また、以下に例示Ｊ−る抄紙実施例及び抄紙比較列にお
いてヲ１２、槙料の歩留りを勘案して、紙中の填料分が
抄紙中に１０車坦％含まれるように、あらかじめ櫨１）
の添加ｊ＋ｔ　’ａ？　ｌ＃　：Ｗルて抄紙し１こ。

抄紙実施例１ ０８Ｆ　　４００　ノＬＢＫＰ’ａｊ絶乾で５０／含む
１重量Ｉ３Ｇ　５３度のパルプスラリーに、炭酸カルシ
ウム分として１６ｆ！Ｙ含む製造例６で得た沈降性炭酸
カルシウム填料ビｂΣ加し′〔撹拌した故、手抄により
抄紙した。

実施例 抄紙実施例１と同一なパルプスラリーのＩＦＶＩＭに炭
酸カルシクム分として２５！乞含むＪＩｊｉ透レリ５し
イＵられた沈￥４性炭酸カルンウムケイ科乞添加して撹
拌した後、手抄により抄紙した。

抄紙実施例３ 抄紙実施例１と同一なバルブスラリーの間且に炭酸カル
シウム分として１６Ｉビ含む製造例４で得られた重質炭
酸カルンウム填料￥陰加して撹拌した後、手抄により抄
紙した。

抄紙実施例４ 抄紙実施例１と同一なバルブスラリーの同量に炭酸カル
シウム分として２７１７乞含む製造例６で得られた重質
炭酸カルンウム填料ン添加して撹拌した後、手抄により
抄紙した。

抄紙比較ｆｆｌ　１ 製造例６及び５で用いた沈呻性炭酸カルシウム５５１１
′（１１−水ｓｏｏｍｉに充分に分散させたＪＪｉ料ス
テスラリーフ抄紙実施例１一のパルプスラリー〇同虚に
添加して攪拌した後、手抄により抄紙した。

抄紙比較例２ 製造例４及び６で用いた嵐買戻酸カルンウムを水ｓｏｏ
ｍｔに充分に分散させた植科スラリーを抄紙実施例１と
同一のバルブスラリーの同量に添加して撹拌した後、手
抄により抄紙した。

以上の抄紙実施しｌ１１〜４及び抄紙比較例１゜２で得
たＪＪＪｔ料内絡紙につき、裂断長、表面強度等の測定
結果を表２に示す。

沈降性炭酸力ルンウム乞用いた抄紙実施例１゜２と抄紙
比較例１を比べると、比引裂強さ及び白色度は同一水準
で、不透す１度は抄紙実施例１゜２に、わずかな低下傾
向があるものの、裂断長及び表面強度は大幅に同上して
いる。

一方、重質炭酸カルンウムケ用いた抄紙実施例３，４と
抄ＸＬ（比較例２を比べると、比引裂強さ、表面強度、
白色度及び不透す」度は同−水３１へであるが、抄紙実
施例５，４の裂断長は大幅に同上している。

このように、倒れの炭酸カルシウム音用いた場合でも、
本発明の項科円縫紙は、引張強さを中心として、非常に
優れた好ましい物性ｔだ１〜ものである。

出願人代理人　　古　　谷　　　　　馨第１頁の続き ■出　願　人　王子製紙株式会社 東京都中央区銀座４丁目７番５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １■　アクリル酸、メタクリル酸、イクコン酸、マレイ
   ン酸またはそれらの塩より）四はれたアニオン性基を有
   １−る１柚叉は２イ重似上のモノマー化合物、 ■　アミノアルキルアクリレート、アミノアルキルメタ
   クリレート、ビニルピリジン、アリルアミン、ジアリル
   アミン、Ｎ−（ジメチルアミノメチルクーアクリルアミ
   ドまたはそれら？さらにアルキル化した第四アンモニウ
   ム塩より選ばれたカチオン上１：、基乞有づ゛る１種ま
   たは２４ＪＭ以上のモノマー化合物、および、 ■　アクリルアミド を必須４’／＆成成分として含有する共重合物乞吸着さ
   せた炭酸カルシウムｒＪｌｔｔ科とし℃含有することＹ
   ／１ヶ徴とする填料内飽紙。 ２　共重合物を構成する成分の比率が、アニオン性基を
   有するモノマー５〜５０モル％、カチオン性基を有する
   モノマー５〜５０モル％、及びアク、サルアミド１０〜
   ９０モル％である特許請求の範囲第１項記載の植林内添
   紙。