JPS5930998A - 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】 本発明は、充填紙に関し、更に詳しくは、繊維に充填剤
をかなり加えても紙力強度が高く、製造時の歩留りを高
くすることができる充填紙に係るものである。

各種紙、壁紙、石コウボード原紙及び板紙はバルブある
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
応じて最終的に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
王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上質紙においては安価な充
填剤の添加により、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、来月の省資源の点か
らも今後さら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１１００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重量Ｘ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１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Ｆ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ラ
テックスを用いることにより高い充填材歩留りで高い紙
力強度の紙が得られ、各種紙、壁紙、石コウボ−ド原紙
及び板紙に十分適用出来ることを見出し、本発明に到達
した。

すなわち本発明は、水分散性繊維、無機充填材及びジエ
ン系共重合体バインダーからなる充填紙においてカルボ
キシ変性ジエン系共重合体バインダーのゲル含有量が２
５重量％から９８重量％の範囲にあることを特徴とする
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フ、ノカニ
カルパルプ、セミケミカルパルプ。

合成水利パルプ等のパルプ類及び回収故紙の一種辺、上
を使用することが特に好ましいが、必要に応じてガラス
繊維、ロックウール等の無機繊維、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４つら、木綿
くず等も併用出来る。

水分散性繊維の割合は３０重量％〜７５重量％が好まし
く、特に４０重量％〜６０重量％が好ましい。３０重量
％未満の場合は紙力強度が極端に低下し、７５重量％を
越える場合は充填材の内添効果が低く好ましくない。

本発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、炭酸カルシウム、硫
酸カルシ、ラム、硅酸カルシウム。

酸化カルシウム、硅酸アルミニウム、ケイソウ＋。

クレー、水酸化マグネシウム、タルク等の無機充填材が
挙げられるが、炭酸カルシウム、クレーおよびタルクが
適している。無機充填材の使用割合は２０重量％〜６０
重量％が好ましい。２０重量％未満では充填材の内添効
果が低く、又６０重量％を越える場合は紙力強度が顕著
に低下し好ましくメ７い。

本発明において用いる共重合体ラテックスは充填材内添
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、本発明を達成する上で重要な役割
を果している。

上記目的を最も効果的に達成するためには、ゲル含有量
が２５重量％から９８重量％を有するカルボキン変性ジ
エン系共重合体ラテックスが最も好ましい。共重合体の
ゲル含有量が２５重量％未満の場合、紙力強度が顕著に
低下し好ましくない。

また９８重量％を越える極端に高いゲル含有量の場合は
製造型組るのが困難なばかりでなく紙力強度も低下し好
ましくない。なお本発明で用いられるゲル含有量とはト
ルエン３０ｃｃ中に共重合物（固体）を０．５９添加し
、振とう器で約４時間攪拌溶解させ、２００メツシユの
金網で濾過し、金網上に濾別された共重合体を乾燥して
秤量し、もとの共重合体に対する重量割合で示したもの
である０ カルボキシ変性ジエン共重合体ラテックスはブタジェン
、イソプレン、クロロプレン等のジエン系単量体、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
及び他の共重合可能な単量体を公知の乳化重合法によっ
て共重合して得られる。他の共重合可能な単量体として
はスチレン、ビニルトルエン。

α−、ノテルステレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビ
ニル化合物、β〜ヒドロキシエチルアクリレート等のヒ
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
アミド等のアミド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
ミノエテルメタクリレート、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル等が挙げられる０ 上記のジエン系単量体、不飽和カルボン酸及び他の共車
台可能々単量体のうちでもジエン系単量体としてブタジ
ェンの使用が安価で最も好ましく、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の一種以上
の使用が紙力強度、耐熱性の点から最も好ましく又、他
の共重合可能な単量体としては、比較的安価で高い紙力
強度と高い充填祠歩留り及び優れた濾水性を与えるスチ
レンが最も好ましい。

各単量体の配合割合はジエン系単量体３０重量％〜６０
重量％、メチ２フ４０重量Ｘ〜６０重量％、不飽和カル
ボン酸０５重量％〜５重量にの範囲で用いた場合が最も
好ましい。ジエン系単量体の割合が高くなるかスチレン
の割合が低くなると紙力強度が低下する傾向になり、逆
にジエン系単量体の配合割合がかなり低くなるかスチレ
ンの割合が高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配合割合が非常に少ない場合は紙力
強度が低下し、不飽和カルボン酸の配合割合が高い場合
は凝集剤が多量必要となり、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０５重量％〜２０重量％（固形分換算〕の
範囲で用いる必要がある。０５重量に未満の場合は紙力
強度の向上割合が顕著でなく、平滑性も低下する。２０
重量％を越える場合は充填紙が柔らかくなり、紙力強度
の向上割合もほとんどない。本発明のカルボキシル変性
ジエン系共重合体は通常の乳化重合法によって容易に得
ることができる。乳化重合に用いられる乳化剤としては
ドデ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オサクシネート、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
ネート等のアニオン乳化剤、ポリオキンエチレンアルキ
ルフェニルエーテル等のノニオン乳化剤等が挙けられる
。重合開始剤としては過硫酸塩あるいはこれに亜硫酸塩
または重亜硫酸塩々どの還元剤を組み合わせたレドック
ス系触媒、有機ハイドロパーオキサイド等が用いられる
。

その他連鎖移動剤、電解實、キレート剤、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
の乳化剤１重合開始剤２分子量調節剤その他の助剤およ
び単量体は重合開始前に全部仕込むか、または一部を重
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、あるいはまた種ラテツクスの存在下あ
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。本発
明の充填紙は水分散性繊維、充填材、ラテックスからな
る水スラリーを凝集剤等によって不安定化し抄紙するこ
とにより得られる。凝集剤は抄紙前の水スラリー中に存
在するラテックス、あるいは充填材、繊維を不安定化し
、抄紙に都合の良い程度の大きさの凝集体（フロック）
を形成させる目的で用いられる。このような役割を果す
凝集剤としては水溶性無機塩たとえば硫酸アルミニウム
。

ミョウバン、塩化カルシウムおよび塩化マグネシウム等
、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ンおよび種々のイオン性ポリ
アクリルアミド、アクリルアミドとジメチルアンモニウ
ムクロリド等が挙げられる。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２割合
いによって大きく影響され、通常はラテックスが十分に
繊維あるいは充填材に定着するまで添加される。凝集剤
の添加方法も特に限定されるものではなく、ラテックス
の添加前でもラテックス添加後でも良く、また連続的に
あるいは非連続的に添加することも出来る。

本発明で実施する上で製紙工業で通常使用される添加剤
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。

アルキルケテンニ量体、ワックスエマルジョン。

ロジン等のサイジング剤等を必要に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ジング、顔料及びカルボキシ変性
スチレン・ブタジェン共重合体ラテックス等のバインダ
ー等からなる紙被覆用コンパウンド（カラー）による塗
布が可能で、各種用紙に使用できる・特に秤量が３０７
β〜４００Ｐ／ａのものでは、アート用原紙、コート用
原紙、上質紙、中質紙、新聞用紙、壁紙、石コーボード
原紙として好適に使用できる。また、前記以外の場合と
して板紙にも使用可能である。特にカラ〜を塗布する用
紙においては、不透明性、平滑性が向上−の塗布量の減
少が期待出来る。又石ロウボード原紙及び壁紙に応用し
た場合は難燃によって発生する有毒ガスの一酸化炭素の
発生量が顕著に低下する。

す、下に実施例をあけて本発明を更に詳しく説明するが
、実施例中の部および％はすべで重量部および重量％を
意味する。

実施例及び比較例 窒素置換した攪拌機を備えた温度調節可能な加′圧反応
器で水１１０部、ドデシルベンゼンスルフオン酸ソーダ
３部、重炭酸ソーダ０．９部、過硫酸ソーダ１２部、表
１に示す単量体１００部および連鎖移動剤からなる配合
組成物を７０℃で１５時間重合反応させ、スチームスト
リッピングを行なって残留モノマーを除去し、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２紙力強度を測定し
た。

（１）　　充填紙の作成 晒クラフトパルプ（針葉樹）を叩解機にて叩解し、カナ
ディアンフリーネス（ＪＩＳ　　Ｐ８１２１規定）が５
００　ｃｃ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０４部濃度に調整し、パル
プ、充填材及びラテックス１００部（固形分）に対し０
５部に相当するカチオン性ポリアミド・エピクロルヒド
リン樹脂（商品名Ｋｙｍｅｎｅ　５５７、バーキュレス
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７．９μ径。

炭酸カルシウム：重質１級７μ径、クレー：ジョーシア
カオリンクレーとラテックス（２０％固形分濃度に希釈
）を順次上記パルプスラリーに攪拌しながら添加し、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
（８ｏ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。

得られた充填紙の秤量は約６ｏｙ７ｙｙＦ〜９０９／ｍ
であった。

（２）物性の測定 （Ａ）　　歩留り 使用した充填材、ラテックス（固形分）、繊維及びその
他の助剤の合計重量に対して、得られた充填紙（乾燥重
量）の割合を％で表示した値。抄紙工程で排水液中に流
失する主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　ｃｍ巾の短冊に切り
、引張試験機にて、５０語／分の速度で引張った時の破
断強度（ｙ４／ｃＪ）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
の範囲内のカルボギシ変性ジエン系共重合体ラテックス
を本発明の使用レベル範囲内で用いた場合に最も効果的
に歩留りと紙力強度を同時に改良することが明らかであ
る。Ｖ用する不飽和カルボン酸としてモノカルボン酸よ
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。

手続補装置 昭和５７年９“月２２日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 特願昭５７−１４０９６７号 ２、発明の名称 充填紙 ６、補正をする者 事件との関係・特許出願人 東京都千代田区有楽町１丁目１番２号 （０４６）旭ダウ株式会社 代表者　　　　弓　　　倉　　礼　　　−４、代理人 東京都千代田区有楽町１丁目４番１号 三信ビル　２０４号室　電話５０１−２１３８５補正の
対象 明細書の１発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 明細書画１２頁６行目の「難燃」を［充填材をほとんど
含捷ない従来の紙に比較して燃焼］と訂正する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　水分散性繊維、無機充填材及びカルボキシ変
   性ジエン系共重合体バインダーからなる充填紙において
   カルボキシ変性ジエン系共重合体バインダーのゲル含有
   量が２５重量％から９８重量蟹の範囲にあることを特徴
   とする充填紙。
2. （２）　　カルボキン変性共重合体バインダーがカルボ
   キン変性スチレン・ブタジェン系共重合体ラテックスで
   ある特許請求の範囲第（１）項記載の充填紙。
3. （３）　　水分散性繊維が３０重量に〜７５重量％、煕
   機充填材が２０重量に〜６０重量％、カルボキシ変性ジ
   エン系共重合体バインダーが０．５重量％〜２０重量％
   の範囲からなる特許請求の範囲第（１）項記載の充填紙
   。