JPH07238490A

JPH07238490A - 紙用サイジング剤

Info

Publication number: JPH07238490A
Application number: JP2405894A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Nosaka; 佳史野坂; Hiroaki Shimizu; 博昭清水; Toru Hirano; 亨平野
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】【目的】紙の剛度を向上させる紙用サイジング剤を提
供する。【構成】下記の一般式（Ｉ）で示されるアルキルビニ
ルエーテルと無水マレイン酸との共重合体を含有するこ
とを特徴とする紙用サイジング剤。一般式（Ｉ）ＣＨ₂＝ＣＨＯＲ（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基である。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は紙、板紙など（以下、総
称して紙という）のサイジングに用いる紙用サイジング
剤に関する。さらに詳しくは剛度の向上した紙を得るた
めの紙用サイジング剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】高度の印刷技術の発達、電子的データ処
理の高速化などを始めとする近年の情報産業の目覚まし
い発展に伴い、使用する用紙についてもより一層の各種
強度、印刷適性、カール防止などの紙質向上が強く要求
されている。中でも紙の剛度を向上することは、印刷、
機器処理上の作業性などは勿論のこと、写真集の用紙な
ど使用する紙の種類により、欠く事の出来ない重要な物
性となっている。また一方、資源の不足や節減の状況
下、パルプの使用量を出来るだけ少量化する、いわゆる
紙の薄葉紙化が進んでいる。しかしながら紙の硬さは紙
の厚さの３乗に比例すると言われるように、薄葉紙化に
より紙の硬さが著しく減少するため、特に紙の剛度を向
上する紙用サイジング剤が望まれている。

【０００３】従来、紙の諸物性の向上を目的に使用され
ている紙用サイジング剤としては、ポリビニルアルコー
ル、デンプン、ポリアクリルアミド、カルボキシセルロ
ース、或いは上記の水溶性高分子の混合物などがあり、
また紙の剛度の向上を示すものとしてポリビニルアルコ
ールとポリアクリルアミドとの共重合体組成物を用いる
ことが特開昭６０−１７３１９７号公報に開示されてい
る。しかしながら、未だ、紙の剛度の向上に対して満足
し得るサイジング剤は得られていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、紙の剛度を
向上させる紙用サイジング剤の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、アルキルビ
ニルエーテルと無水マレイン酸との共重合体を含有する
バインダーが、上記の目的を達成するものであるとの知
見を得て、本発明を完成するに至った。即ち、本発明
は、下記一般式（Ｉ）で示されるアルキルビニルエーテ
ルと無水マレイン酸との共重合体を含有することを特徴
とする紙用サイジング剤である。

【０００６】一般式（Ｉ）ＣＨ₂＝ＣＨＯＲ（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基である。）

【０００７】また、本発明は上記の紙用サイジング剤
に、さらにポリビニルアルコールを含有することを特徴
とする紙用サイジング剤であり、これらの紙用サイジン
グ剤をサイジングした紙である。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
用いられるアルキルビニルエーテルとしては、アルキル
基の炭素数が１〜４のものが好適であり、例えば、メチ
ルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピ
ルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−
ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等が
挙げられる。また、これらの１種または２種以上の混合
物であってもよい。アルキル基の炭素数が２〜４のアル
キルビニルエーテルを使用する場合には、水溶性を付与
するために、得られる共重合体をアルカリ金属塩やアン
モニウム塩として使用出来る。アルキル基の炭素数が１
であるメチルビニルエーテルは、水溶性が良好であり、
サイジング剤として最も好ましい。一方、アルキルビニ
ルエーテルのアルキル基の炭素数が５以上になると、水
溶性が全くなく、アルカリ金属塩やアンモニウム塩とす
ると塗工紙のサイズ性を低下させる恐れがある。

【０００９】本発明で用いられる無水マレイン酸には、
無水マレイン酸誘導体や他のα、β−不飽和カルボン
酸、例えば無水シトラコン酸、無水イタコン酸等が含ま
れていても良い。

【００１０】本発明で用いられるアルキルビニルエーテ
ルと無水マレイン酸との共重合体の重量平均分子量は、
５００００〜２００００００が好ましく、１０００００
〜１００００００が更に好ましい。該重量平均分子量が
５００００より小さい場合はバインダーとしての結合力
が低下し、その結果剛度の向上が不十分となり、また、
２００００００を越える高分子量のものではサイジング
の消費量が増大したり、塗工むらにより剛度の向上に対
する効果にばらつきが生ずる恐れがある。

【００１１】本発明で使用される共重合体の製造方法に
は、慣用の重合方法が適用しうる。また、無水マレイン
酸とアルキルビニルエーテルの仕込み比は、任意に選ぶ
ことが出来るが、無水マレイン酸の完全な反応率を達成
するためには、無水マレイン酸１モルに対して、アルキ
ルビニルエーテルを１モル以上使用することが好まし
い。

【００１２】重合操作は、ベンゾイルパーオキサイド、
アゾビスイソブチロニトリル等のラジカル触媒を使用
し、通常、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン等のベ
ンゼン誘導体、酢酸エチル、酢酸イソプロピル等の有機
酸エステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン等のケトン類、四塩化炭素、クロロホルム等の有
機ハロゲン化物などの溶媒中で、５〜１５０℃でラジカ
ル共重合を行う。

【００１３】共重合体の重量平均分子量を１０００００
以下にする場合は、通常の連鎖移動剤、例えばチオール
系連鎖移動剤、アルキルアルデヒド系連鎖移動剤などが
使用できる。また、アルキルアルデヒド等の連鎖移動剤
を溶媒として使用することもできる。更に、分子量を抑
制する技術として溶媒中に無水マレイン酸及びラジカル
触媒を添加しておき、それにアルキルビニルエーテルを
特定の時間をかけて分添供給する方法等も用いられる。

【００１４】本発明においては、得られる共重合体の特
性を変えない範囲で、スチレン、αオレフィン等の単量
体を共重合することもできる。

【００１５】本発明のサイジング剤には、本発明に支障
のない範囲で所望により他の成分を含有させ、或いは併
用することができる。他の成分としては、例えばポリビ
ニルアルコール、コーンスターチ、酸化澱粉などの澱粉
類、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、
ヒドロキシアルキルセルロースなどの水溶性のセルロー
ス化合物、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、
スチレン−ブタジエン−メタクリル酸エステル共重合体
ラテックス、などの合成ゴム系ラテックス類、ポリビニ
ルアルコールの耐水化剤、酸化チタン、クレー、炭酸カ
ルシウムなどの無機系顔料、微粉末状熱硬化性樹脂（尿
素系樹脂、メラミン系樹脂など）や微粉末状熱可塑性樹
脂（塩化ビニリデン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、スチレ
ン−ブタジエン共重合体系樹脂など）などの合成樹脂系
顔料及び消泡剤などが挙げられるが、中でも、ポリビニ
ルアルコールを含有させて使用した場合、ポリビニルア
ルコール単独と比較して剛度の向上効果が顕著に認めら
れることから、特に好ましい。

【００１６】本発明で使用するポリビニルアルコールに
は特に制限はなく、脂肪酸ビニルエステルの１種または
２種以上を重合して得られる単独または共重合体、もし
くは他の共重合可能な単量体との共重合体などを鹸化し
て得られるポリビニルアルコール、或いはこれらのポリ
ビニルアルコールを変性した変性ポリビニルアルコール
が挙げられる。

【００１７】上記の他の共重合可能な単量体としては、
例えばエチレン、プロピレンなどのオレフィン類、アク
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸な
どの重合性モノカルボン酸類、マレイン酸、フマル酸、
イタコン酸などの重合性ジカルボン酸類、重合性モノカ
ルボン酸類及び重合性ジカルボン酸類のエステル類や塩
類、アクリルアミド、メタクリルアミドなどの重合性カ
ルボン酸アミド類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ブチルなど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
ブチルなどのメタクリル酸エステル類、塩化ビニル、弗
化ビニルなどのハロゲン化ビニル類、塩化ビニリデン、
弗化ビニリデンなどのハロゲン化ビニリデン類、アリル
グリシジルエーテル、グリシジルメタクリレートなどの
グリシジル基を有する単量体、などが挙げられる。

【００１８】本発明で使用するポリビニルアルコール
は、塗工剤の水に対する溶解性、塗工剤水溶液の塗工時
の流動性及び塗工した紙の強度などの点より、平均重合
度は５００〜４０００、鹸化度は７０ｍｏｌ％以上が好
ましい。なお、重合度、鹸化度或いはポリビニルアルコ
ールを構成する単位などが異なる２種以上のポリビニル
アルコールを組み合わせて用いることが出来る。

【００１９】ポリビニルアルコールの含有量は、任意に
選ぶことが出来るが、剛度の向上効果の点より、本発明
のアルキルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体１
００重量部に対して１０００重量部未満が好ましく、１
５０重量部未満が更に好ましい。

【００２０】本発明のサイジング剤を含有する塗工液
は、周知の方法により水性溶液に調製して得られる。ま
た、本発明のサイジング剤を含有する水性溶液を紙に塗
工する方法としては、慣用の方法、例えば、サイズプレ
ス、ゲートロールコーター、バーコーターなどの装置を
用いて紙の片面または両面に塗工する方法が通常用いら
れるが、塗工剤の液を紙に含浸させてもよい。また、塗
工した紙の乾燥は、例えば熱風、赤外線、加熱シリンダ
ーやこれらを組み合わせた方法により行うことが出来る
が、紙の乾燥温度は１００℃以上が好ましい。

【００２１】本発明における塗工液中の塗工剤の濃度
は、塗工量（塗工により生じた紙の乾燥重量の増加）、
塗工に使用する装置、操作条件などに応じて任意に選択
されるが、通常０．５〜１０重量％が好ましい。そし
て、塗工量は、紙の性状に応じて任意に選択することが
出来るが、通常、紙の片面当たり０．０５〜５ｇ／ｍ2
程度が好ましい。

【００２２】本発明のサイジング剤を塗工する紙として
は、特に制限がないが、例えば、一般上質紙、中質紙、
電子的記録用紙、新聞用紙、グラビア用紙、板紙などに
好適に用いられる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により具体
的に説明する。実施例及び比較例で用いたアルキルビニ
ルエーテル−無水マレイン酸共重合体の重量平均分子量
は、ＧＰＣ(Gel Permeation Chromatography )を使用
し、共重合体の０．１重量％ジメチルホルムアミド溶液
を用いて測定し、分子量の基準にはスチレンを使用し
た。尚、以下の説明においては特に断りがない限り
「％」、「部」は各々重量％、重量部を意味する。

【００２４】実施例１重量平均分子量が２６００００のメチルビニルエーテル
−無水マレイン酸共重合体の３％水溶液を塗工液として
用いて次の（１）の方法により塗工紙を作製し、この塗
工紙の評価試験を下記の（２）の方法で行った。（１）塗工紙の作製塗工液を未塗工の中質紙（坪量７３ｇ／ｍ2 ）の両面
に、塗工剤の塗工量が０．５ｇ／ｍ2 となるようにサイ
ズプレス塗工試験機（熊谷理機工業社製）を用いて塗工
した。これを、１３０℃×５ｍｉｎ乾燥後アイロンプレ
ス（７０℃）でワンパス処理し、２０℃、６５％ＲＨの
雰囲気中で２４時間調湿し、塗工紙として評価試験を行
った。（２）塗工紙の物性評価試験塗工紙の剛度を、ＪＩＳＰ８１４３に準じてクラーク
剛度試験機（熊谷理機工業社製）を用いて測定した。以
上の結果を、表１に示した。

【００２５】実施例２〜６実施例１で用いたメチルビニルエーテル−無水マレイン
酸共重合体の重量平均分子量を表１に記載のようにした
以外は実施例１と同様に試験を行った。

【００２６】実施例７実施例１で用いたメチルビニルエーテル−無水マレイン
酸共重合体の代わりに、重量平均分子量が３０００００
のイソブチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体
のナトリウム塩を使用した以外は実施例１と同様に試験
を行った。

【００２７】実施例８〜１１実施例１で用いたメチルビニルエーテル−無水マレイン
酸共重合体の３％水溶液１００部に、ポリビニルアルコ
ール（平均重合度１７００，鹸化度９８ｍｏｌ％）の３
％水溶液を、各々１００部（実施例８）、３００部（実
施例９）、９００部（実施例１０）、１９００部（実施
例１１）混合し、塗工液とした以外は実施例１と同様に
試験を行った。

【００２８】比較例１実施例１で用いたメチルビニルエーテル−無水マレイン
酸共重合体の代わりに、ポリビニルアルコール（平均重
合度１７００，鹸化度９８ｍｏｌ％）を使用した以外
は、実施例１と同様に試験を行った。

【００２９】比較例２実施例１で用いたメチルビニルエーテル−無水マレイン
酸共重合体の代わりに、酸化澱粉（日本食品加工社製
ＭＳ−３８００）を使用した以外は、実施例１と同様に
試験を行った。

【００３０】比較例３実施例１で用いたメチルビニルエーテル−無水マレイン
酸共重合体の代わりに、ポリビニルアルコール−ポリア
クリルアミド共重合体（ポリビニルアルコール／ポリア
クリルアミド（重量比）が１／１、分子量２００００
０）を使用した以外は、実施例１と同様に試験を行っ
た。

【００３１】比較例４前記各実施例及び比較例で塗工紙を得るのに用いた未塗
工の紙（坪量７３ｇ／ｍ2 ）を試料として実施例１と同
様に剛度を測定した。以上の結果を表１に示した。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】以上の通り、本発明の紙用サイジング剤
は、それを塗工した紙の剛度が大きく向上しており、本
発明の目的を十分達成している。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｄ 135/08 ＰＦＷ //(Ｃ０８Ｆ 222/06 216:18）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の一般式（Ｉ）で示されるアルキル
ビニルエーテルと無水マレイン酸との共重合体を含有す
ることを特徴とする紙用サイジング剤。一般式（Ｉ）ＣＨ₂＝ＣＨＯＲ（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基である。）
【請求項２】請求項１において、さらにポリビニルア
ルコールを含有することを特徴とする紙用サイジング
剤。
【請求項３】請求項１または２記載の紙用サイジング
剤をサイジングした紙。