JP3247922B2

JP3247922B2 - 防滑性を備えた紙および板紙の製造方法

Info

Publication number: JP3247922B2
Application number: JP27784493A
Authority: JP
Inventors: 建橋本; 公彦後藤; 正秀谷口; 邦雄竹内
Original assignee: 星光化学工業株式会社
Priority date: 1993-10-08
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 2002-01-21
Anticipated expiration: 2017-01-21
Also published as: JPH07112739A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は紙及び板紙の滑り防止法
に関し、更に詳しくは両イオン性グラフト澱粉重合体を
パルプスラリ−に添加することにより、紙及び板紙の滑
りを防止する方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】クラフト紙、ライナ−原紙等は、そのま
まの形で、或いは包装袋や段ボ−ル箱に加工された形で
物品の包装材料として広く使用されている。近年、故紙
使用の比率の増大並びにニ−ズの多様化に伴う紙力、サ
イズ度、平滑性、光沢、印刷適正などの紙質向上や美粧
性段ボ−ルの増加などにより紙の表面の摩擦係数が低下
し、紙が滑りやすくなる傾向が生じている。紙が滑りや
すくなると抄紙時の巻取り工程、印刷工程、段ボ−ルの
製函工程、スタッキングなどに際して荷崩れや落下など
の障害が発生することがある。

【０００３】上記の問題を解決するために、紙の抄造工
程で防滑剤の塗工処理を行い、或いは製函印刷後に防滑
性付与物質を塗工するなどの処理が一般に講じられてい
る。

【０００４】現在、主に使用されている防滑剤としては
コロイダルシリカ等の無機系物質とスチレン−アクリル
系ポリマ−、ホットメルト樹脂、マイクロカプセル等の
有機系物質及び無機系物質と有機系物質とを併用したも
のがある。これらの防滑剤はサイズプレス、カレンダ−
等のロ−ル塗工、スプレ−塗工、製函後表面の点付け、
箱の表面の印刷又はコ−ティング等によって紙面に適用
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上に述べた様に紙に防
滑性を付与するには、従来、防滑剤を紙の表面に塗布、
スプレ−塗工する等の所謂外添法が主流となっている。
しかしながら、サイズプレス、カレンダ−等のロ−ル塗
工、スプレ−塗工等の装置が付設されていない抄紙機で
は、外添用防滑剤を使用することが出来ず、紙及び板紙
に防滑性を付与するには、二次加工により防滑剤を塗工
するほかなかった。

【０００６】ところでパルプスラリ−に添加する内添法
によって防滑性を付与するための薬品は殆んど知られて
おらず、また一般に紙力増強剤として使用されているア
クリルアミド系ポリマ−は紙及び板紙に防滑性を付与す
る効果はなかった。本発明は、防滑性を付与する薬品を
パルプスラリーに添加する内添法によって防滑性を有す
る紙、板紙を製造しようと意図したものである。

【０００７】すなわち、本発明はパルプスラリ−に両イ
オン性グラフト澱粉重合体を添加して抄紙することによ
り、紙および板紙に対して繰り返し摩擦に対して持続性
のある防滑性を付与することを目的とするものであり、
本発明によれば一般の諸強度も改善することが出来る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、紙及び板
紙の滑りを防止する手段について鋭意研究を重ねた結
果、両イオン性グラフト澱粉重合体をパルプスラリ−に
添加し、常法通り抄紙、乾燥する内添法により、紙及び
板紙の滑りを防止する方法を見いだしたものである。

【０００９】本発明は、陽イオン性澱粉を含有する水溶
液中において、（ａ）アクリルアミドおよび／またはメタクリルアミド（ｂ）アニオン性ビニルモノマー（ｃ）架橋性ビニルモノマーから成るビニルモノマー混合物又はこれに（ｄ）カチオ
ン性ビニルモノマーを加えたビニルモノマー混合物を重
合して得られる重合体をパルプスラリーに内添させ、そ
のパルプスラリーを抄紙して得られる紙および板紙が、
防滑性に富んでいることを見出して、本発明を完成させ
るに至ったものである。

【００１０】以下に、本発明の具体的構成について詳述
する。本発明に於て、陽イオン性澱粉とは、例えばトウ
モロコシ、小麦、馬鈴薯、米タピオカ等の澱粉に第一
級、第二級、第三級の各アミノ基及び第四級アンモニウ
ム基からなる群から選ばれる少なくとも一種の塩基性チ
ッ素を含有させたものである。また上記陽イオン性澱粉
にアニオン性基（例えば、リン酸エステル基等）を導入
した両イオン性澱粉も使用可能である。

【００１１】本発明のアニオン性ビニルモノマ−として
は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、無水マレ
イン酸、ビニルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−
メチルプロパンスルホン酸、又はそれらのナトリウム
塩、カリウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。

【００１２】本発明のカチオン性ビニルモノマ−として
は、ジメチルアミノエチルアクリレ−ト、ジメチルアミ
ノエチルメタクリレ−ト、ジエチルアミノエチルアクリ
レ−ト、ジエチルアミノエチルメタクリレ−ト、ジメチ
ルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロ
ピルメタアクリルアミド等の第三級アミノ基を有するビ
ニルモノマ−又はそれらの塩類、更に第四級アンモニウ
ム塩等が挙げられる。

【００１３】なお、バンドの添加量が少ないか、無添加
系、又は炭カル成分の混入の多い系（中性、準中性抄
紙）にあっては（ｄ）成分であるカチオン性ビニルモノ
マ−を導入すると、より優れた効果が得られる。本発明
の架橋性ビニルモノマ−としては、メチレンビス（メ
タ）アクリルアミド、エチレンビス（メタ）アクリルア
ミド等のビス（メタ）アクリルアミド類とエチレングリ
コ−ルジ（メタ）アクリレ−ト、ジエチレングリコ−ル
ジ（メタ）アクリレ−ト、トリエチレングリコ−ルジ
（メタ）アクリレ−ト等のジ（メタ）アクリレ−ト類、
アジピン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル等のジビニル
エステル類、エポキシアクリレ−ト類、ウレタンアクリ
レ−ト類、ジビニルベンゼン等の２官能性ビニルモノマ
−、１、３、５−トリアクリロイルヘキサヒドロ−Ｓ−
トリアジン、トリアリルイソシアヌレ−ト、トリアリル
トリメリテ−ト、Ｎ、Ｎ−ジアリルアクリルアミド等の
３官能性ビニルモノマ−、テトラメチロ−ルメタンテト
ラアクリレ−ト、テトラアリルピロメリテ−ト等の４官
能性ビニルモノマ、メチロ−ルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ
−ジメチルアクリルアミドが挙げられる。

【００１４】上記（ａ）（ｂ）（ｃ）の各成分に（ｄ）
カチオン性ビニルモノマ−を導入した両イオン性グラフ
ト澱粉重合体は、より優れた防滑性を紙及び板紙に付与
することが出来る。また、上記構成モノマ−の他に、こ
れらと共重合可能な（メタ）アクリル酸エステル、スチ
レン、酢酸ビニル−等のノニオン性ビニルモノマ−も本
発明の効果を実質的に損じない限りにおいて使用するこ
とができる。

【００１５】本発明の両イオン性グラフト重合体を製造
するに際しては、上記陽イオン性澱粉２０〜９０重量部
を含有する水溶液中において、（ａ）（メタ）アクリルアミド４０〜９７．９モル％（ｂ）アニオン性ビニルモノマ− ２〜３０モル％（ｃ）架橋性ビニルモノマ− ０．０２〜１０モル％（ｄ）カチオン性ビニルモノマ− ０〜３０モル％から成るモノマ−混合物１０〜８０重量部を重合させる
ことが好ましい。この場合、重合開始剤としては過酸化
水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリアンモニウムハ
イドロパ−オキサイド等の過酸化物、あるいはこれらの
過酸化物と還元剤との組み合わせからなる任意のレドッ
クス開始剤、更に２．２´アゾビス（２−ジアミノプロ
パン）塩酸塩のような水溶性アゾ系開始剤等を使用する
ことができる。

【００１６】本発明の架橋性ビニルモノマ−として、
Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドを用いる場合は上記重
合方法により得られるＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド
を含むグラフト澱粉重合体に酸化性のラジカル触媒を添
加して架橋反応することにより両イオン性グラフト澱粉
重合体を製造する。酸化性のラジカル触媒としては、過
酸化水素、過硫酸塩（渦硫酸アンモニウム、過硫酸カリ
等）の無機の過酸化物類、及びケトンパーオキサイド、
パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアシ
ルパーオキサイド、パーオキシカーボネート、パーオキ
シエステル等の有機の過酸化物等が挙げられる。酸化性
のラジカル触媒は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド１
モルに対して０．１〜１モルを用いる。

【００１７】陽イオン性澱粉の量を上記の範囲とし、か
つ前記各モノマーの使用量を上記範囲としたときには、
本発明における所期の目的を充分に達成させることがで
きる。本発明の両イオン性グラフト澱粉重合体は、通常
固形分濃度約１０〜２０重量％程度の水性分散液の形で
製造されるが、これを製紙に使用するに際しては、固形
分換算でパルプ乾燥重量の０．０５〜５％、好ましくは
０．１〜３％に相当する量で原料パルプに添加し、常法
通り抄紙して乾燥することにより、一般諸強度に優れ、
かつ滑り防止特性を有する紙、板紙を製造することがで
きる。

【００１８】以下、本発明で使用する両イオン性グラフ
ト澱粉重合体の調製例及び本発明の実施例、比較例を示
す。〔調製例１〕９０〜１００℃でクッキングした濃度１８
％の陽イオン性タピオカ澱粉（チッ素含有量０．４２
％）水溶液１５０ｇ、４０％濃度のアクリルアミド６０
ｇ，８０％アクリル酸３．４ｇ，水１６０ｇの混合物を
１０％苛性カリ溶液を用いてｐＨ４．６に調製する。次
に温度５０℃で２％過硫酸アンモン（ＡＰＳ）水溶液２
ｍｌ、及び２％重亜硫酸ソ−ダ（ＳＢＳ）水溶液２ｍｌ
を添加して温度６０〜７０℃で３時間反応させた。しか
る後、追加水８０ｇを添加後、１０％苛性カリ水溶液で
ＰＨ６〜７に調整して、表１に示すグラフト澱粉重合体
を得た。

【００１９】

【表１】

【００２０】〔調製例２〜４〕調製例１において（ａ）〜（ｄ）成分の種類又はその配
合組成（モル％）を表１のように変えた他は、調製例１
と同様の方法で両イオン性グラフト澱粉重合体を得た。
その性状を表１に示す

【００２１】

【表２】

【００２２】〔調製例５〕９０〜１００℃でクッキング
した濃度１８％の陽イオン性タピオカ澱粉（チッ素含有
量０．４２％）水溶液１５０ｇ、４０％濃度のアクリル
アミド６０ｇ，８０％アクリル酸３．４ｇ，Ｎ，Ｎジメ
チルアクリルアミド０．４ｇ，水１６０ｇの混合物を１
０％苛性カリ溶液を用いてｐＨ４．６に調製する。次に
温度５０℃で２％過硫酸アンモン（ＡＰＳ）水溶液２．
９ｍｌ、及び２％重亜硫酸ソ−ダ（ＳＢＳ）水溶液２．
９ｍｌを添加して温度６０〜７０℃で３時間反応して得
られるグラフト重合体に酸化性ラジカル触媒を添加し温
度７０〜８０℃で架橋反応を行い、しかる後、追加水８
０ｇを添加後、１０％苛性カリ水溶液でＰＨ６〜７に調
整して、両イオン性グラフト澱粉重合体を得た。その性
状を前記の表１に併記する。

【００２３】実施例１〜３および比較例１，２Ｎ−ＵＫＰ（ＣＳＦ５００ｍｌ）のパルプスラリ−にコ
ロパ−ルＥ−５（ロジン系エマルジョンサイズ剤、濃度
５０％：星光化学工業（株）製）を対パルプ重量で０．
１５％、硫酸バンドを対パルプ重量で１．８％添加し、
次いで先に調製例１〜５で得た両イオン性グラフト澱粉
重合体を対パルプ重量で０．５％添加して充分混合し
た。こうして得たそれぞれの調製済パルプスラリ−をＴ
ＡＰＰＩスタンダ−ドシ−トマシンにより坪量７５ｇ／
ｍ^２相当の紙に抄き、３．５ｋｇ／ｃｍ²で５分間プレ
スした後、回転ドライヤ−で、９０℃、１分間乾燥し
た。こうして得られたそれぞれの手抄紙を調湿して紙
質、防滑性試験に供した。試験結果を表２に示す。

【００２４】〔比較例３〜５〕実施例で使用した両イオン性グラフト澱粉重合体の代り
に、スタ−ガムＡ−１５（アニオン性アクリルアミド系
紙力増強剤、濃度１５％：星光化学工業（株）製）、ス
タ−ガムＣ−１４（両性アクリルアミド共重合系紙力増
強剤、濃度１５％：星光化学工業（株）製）、パ−ルガ
ムＨＭＳ（陽イオン性澱粉系紙力増強剤：星光化学工業
（株）製）を使用した以外は前記実施例と同様の操作で
手抄紙を得た。この手抄紙についても紙質、防滑試験を
行った。その結果を表２に示した。

【００２５】〔比較例６〕実施例で使用した両イオン製グラフト澱粉重合体を無添
加にした以外は前記実施例と同様の操作で手抄紙を得
た。この手抄紙にコロパ−ルＭ−１５０−５（スチレン
−アクリル系防滑剤濃度１５％、：星光化学工業（株）
製）をロ−ルコ−タ−を用いて塗工量０．１ｇ／ｍ^２の
塗工紙を得た。この塗工紙についても紙質、防滑性試験
を行った。結果を表２に併記した。

【００２６】〔参考例１〕実施例で使用した両イオン性
グラフト澱粉重合体を無添加にした以外は前記実施例と
同様の操作で手抄紙を得た。この手抄紙について紙質、
防滑性試験を行った結果も表２に併記した。

【００２７】紙質測定方法は、次のとおりである。な
お、本発明にいう層内強度は、後記の測定法からも明ら
かなように紙の厚さ方向における強さを示し、繊維間結
合強さと密接な関係を有している。層内強度；紙パルプ技術協会編「紙パルプの種類とその
試験法」２４８頁に記載の「引張り強さ試験機による測
定法」に準拠して層内強度を測定した。すなわち、図１
に示すように試験片の両面に粘着テープを密着するよう
に貼り、次に粘着テープの両端を図のように相互に引き
離し、Ｔ字形にして軽荷重引張り試験機の上下掴みに固
定し、低速度（５０〜１００ｍｍ／分）で一定距離を剥
離するときの最高荷重を測定したものである。

【図１】防滑性試験方法；Ｊ、ＴＡＰＰＩＳＯ３１−７９に
準じて、１回、５回および１０回の繰り返し滑り試験を
行い、そのときのスベリ角度を測定した。

【図面の簡単な説明】

【図１】紙の剥離強さを測定する際の説明図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−213597（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−107216（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−53428（ＪＰ，Ａ) 特開平２−307998（ＪＰ，Ａ) 特開平２−221492（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65D 5/62 C08F 251/00 D21H 17/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】陽イオン性澱粉を含有する水溶液中にお
いて、（ａ）アクリルアミドおよび／またはメタクリルアミド（ｂ）アニオン性ビニルモノマー（ｃ）架橋性ビニルモノマーから成るなるビニルモノマー混合物を重合して得られる
両イオン性グラフト澱粉重合体を、パルプスラリーに添
加して抄紙することを特徴とする防滑性を備えた紙およ
び板紙の製造方法。
【請求項２】前記のビニルモノマー混合物が、上記の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に加え、（ｄ）カチオン性ビニ
ルモノマーをさらに含有する請求項１記載の方法。