JPH10266095A - 紙の表面処理剤 - Google Patents
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- Paper (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】紙に優れたサイズ効果を付与すると共に、印刷
適性を大幅に改善し、しかも紙の離解性にも優れている
損紙や古紙のリサイクルに好適な紙の表面処理剤を提
供。 【解決手段】グラフト澱粉重合体と疎水性基含有アニオ
ン性重合体から構成されるポリイオンコンプレックス体
を紙の表面に塗工する。
適性を大幅に改善し、しかも紙の離解性にも優れている
損紙や古紙のリサイクルに好適な紙の表面処理剤を提
供。 【解決手段】グラフト澱粉重合体と疎水性基含有アニオ
ン性重合体から構成されるポリイオンコンプレックス体
を紙の表面に塗工する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紙の表面処理剤に
関し、詳しくは、紙に特定のグラフト澱粉重合体と疎水
性基含有アニオン性共重合体とから構成されるポリイオ
ンコンプレックス体からなる紙の表面処理剤に関するも
のであって、紙に優れたサイズ効果を付与すると共に、
印刷適性を大幅に改善し、しかも、紙の離解性にも優れ
ている損紙や古紙のリサイクルに好適な紙の表面処理剤
を提供するものである。
関し、詳しくは、紙に特定のグラフト澱粉重合体と疎水
性基含有アニオン性共重合体とから構成されるポリイオ
ンコンプレックス体からなる紙の表面処理剤に関するも
のであって、紙に優れたサイズ効果を付与すると共に、
印刷適性を大幅に改善し、しかも、紙の離解性にも優れ
ている損紙や古紙のリサイクルに好適な紙の表面処理剤
を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】周知の通り、紙の表面処理剤としては、
酸化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、熱化学変
性澱粉、ポリビニルアルコール、アクリルアミド系ポリ
マー、カルボキシメチルセルロース等のセルロース系ポ
リマー、スチレンーマレイン酸系共重合体、ラテック
ス、酢ビ系ポリマー等が使用されていおり、中でも酸化
澱粉、ポリビニルアルコール、アクリルアミド系ポリマ
ーが多用されている。しかしながら、酸化澱粉とポリビ
ニルアルコールは、使用する際にクッキング工程が必要
であり、作業性に問題があり、更に又塗工時の発泡性や
汚れ、澱粉の腐敗等の問題もある。アクリルアミド系ポ
リマーは、優れた紙力効果を備えているので、使用量が
増加する傾向にあるが、高価である為にその使用は経済
的制約を受けおり、更にアクリルアミド系ポリマーを塗
工した紙は、損紙や故紙の離解性を悪化させる傾向があ
る為に、紙のリサイクルの観点から問題がある。
酸化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、熱化学変
性澱粉、ポリビニルアルコール、アクリルアミド系ポリ
マー、カルボキシメチルセルロース等のセルロース系ポ
リマー、スチレンーマレイン酸系共重合体、ラテック
ス、酢ビ系ポリマー等が使用されていおり、中でも酸化
澱粉、ポリビニルアルコール、アクリルアミド系ポリマ
ーが多用されている。しかしながら、酸化澱粉とポリビ
ニルアルコールは、使用する際にクッキング工程が必要
であり、作業性に問題があり、更に又塗工時の発泡性や
汚れ、澱粉の腐敗等の問題もある。アクリルアミド系ポ
リマーは、優れた紙力効果を備えているので、使用量が
増加する傾向にあるが、高価である為にその使用は経済
的制約を受けおり、更にアクリルアミド系ポリマーを塗
工した紙は、損紙や故紙の離解性を悪化させる傾向があ
る為に、紙のリサイクルの観点から問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、紙の原料は環境
問題から再生紙の配合率の上昇、排水規制による抄紙マ
シンのクローズ化、生産性を向上させる為の抄紙マシン
の高速化等が要求されており、又、又印刷技術の発展は
目覚ましく、印刷速度の高速化、オフセット化、グラビ
アインキの水性化、多色印刷化、印刷方法の多様化、高
品質化に伴い、紙の印刷適性、表面強度等の品質向上が
強く要求されている。特に印刷適性においては、オフセ
ット印刷においては湿し水に対応する強サイズ度の紙が
強く要望されており、水性グラビア印刷においては水性
グラビアインキの浸透性に原因する印刷のインキ発色性
向上が強く要求されている。
問題から再生紙の配合率の上昇、排水規制による抄紙マ
シンのクローズ化、生産性を向上させる為の抄紙マシン
の高速化等が要求されており、又、又印刷技術の発展は
目覚ましく、印刷速度の高速化、オフセット化、グラビ
アインキの水性化、多色印刷化、印刷方法の多様化、高
品質化に伴い、紙の印刷適性、表面強度等の品質向上が
強く要求されている。特に印刷適性においては、オフセ
ット印刷においては湿し水に対応する強サイズ度の紙が
強く要望されており、水性グラビア印刷においては水性
グラビアインキの浸透性に原因する印刷のインキ発色性
向上が強く要求されている。
【0004】本発明者は前記諸問題を解決する為に、紙
に優れたサイズ効果を付与できるとともに、印刷適性を
大幅に改善でき、しかも紙の離解性にも優れていて損紙
や故紙のリサイクルに最適な紙の表面処理剤を提供する
ことを技術的課題として鋭意研究の結果、次の通りの本
発明を完成したものである。
に優れたサイズ効果を付与できるとともに、印刷適性を
大幅に改善でき、しかも紙の離解性にも優れていて損紙
や故紙のリサイクルに最適な紙の表面処理剤を提供する
ことを技術的課題として鋭意研究の結果、次の通りの本
発明を完成したものである。
【0005】
【課題を解決する為の手段】即ち、本発明は、カチオン
性澱粉を含有する水溶液中において(メタ)アクリルア
ミド(a1)、アニオン性ビニル単量体(a2)及びカ
チオン性ビニル単量体(a3)からなる単量体混合物を
必須成分として重合させて得られるグラフト澱粉重合物
(A)と、疎水性ビニル単量体(b1)とアニオン性ビ
ニル単量体(b2)からなる単量体混合物を必須成分と
して重合させて得られる疎水性基含有アニオン性共重合
体(B)を主要成分とし、該(A)成分と(B)成分と
のポリイオンコンプレックス体からなることを特徴とす
る紙の表面処理剤である。
性澱粉を含有する水溶液中において(メタ)アクリルア
ミド(a1)、アニオン性ビニル単量体(a2)及びカ
チオン性ビニル単量体(a3)からなる単量体混合物を
必須成分として重合させて得られるグラフト澱粉重合物
(A)と、疎水性ビニル単量体(b1)とアニオン性ビ
ニル単量体(b2)からなる単量体混合物を必須成分と
して重合させて得られる疎水性基含有アニオン性共重合
体(B)を主要成分とし、該(A)成分と(B)成分と
のポリイオンコンプレックス体からなることを特徴とす
る紙の表面処理剤である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。本発明におけるグラフト澱粉重合体(A)に使用す
るカチオン澱粉としては、澱粉及び/又は変性澱粉にお
ける常法に従って、カチオン性基を導入したものであ
る。具体的には、トウモロコシ、小麦、馬鈴薯、タピオ
カ、米、などを原料とする各種澱粉及びその変性物であ
るエーテル化、酸化、酵素変性澱粉などにカチオン性基
を導入したものであり、これらの一種あるいは二種以上
が併用される。
る。本発明におけるグラフト澱粉重合体(A)に使用す
るカチオン澱粉としては、澱粉及び/又は変性澱粉にお
ける常法に従って、カチオン性基を導入したものであ
る。具体的には、トウモロコシ、小麦、馬鈴薯、タピオ
カ、米、などを原料とする各種澱粉及びその変性物であ
るエーテル化、酸化、酵素変性澱粉などにカチオン性基
を導入したものであり、これらの一種あるいは二種以上
が併用される。
【0007】なお、本発明に使用するカチオン澱粉の粘
度は、濃度30%で50〜1000cps(30℃)の
範囲が好ましい。
度は、濃度30%で50〜1000cps(30℃)の
範囲が好ましい。
【0008】カチオン性澱粉の調製は、澱粉及び/又は
変性澱粉に、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選ばれる少なくとも一種の塩
基性窒素を含有させる。塩基性窒素の含有率は0.1重
量%以上であることが望ましい。具体的には、澱粉及び
/又は変性澱粉に、ジアルキルアミン又はトリアルキル
アミンとエピクロルヒドリンとの反応物によりなるカチ
オン化剤などを反応せしめればよい。
変性澱粉に、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選ばれる少なくとも一種の塩
基性窒素を含有させる。塩基性窒素の含有率は0.1重
量%以上であることが望ましい。具体的には、澱粉及び
/又は変性澱粉に、ジアルキルアミン又はトリアルキル
アミンとエピクロルヒドリンとの反応物によりなるカチ
オン化剤などを反応せしめればよい。
【0009】特に前記各種澱粉をアミラーゼ等の酵素で
分解した変性澱粉をカチオン化したものや澱粉及び/又
変性澱粉をカチオン化剤を用いてカチオン化したカチオ
ン澱粉をアミラーゼ等の酵素で分解することにより調製
した低粘度のものが好ましい。
分解した変性澱粉をカチオン化したものや澱粉及び/又
変性澱粉をカチオン化剤を用いてカチオン化したカチオ
ン澱粉をアミラーゼ等の酵素で分解することにより調製
した低粘度のものが好ましい。
【0010】本発明におけるグラフト澱粉重合体(A)
に使用する(メタ)アクリルアミド(a1)は、アクリ
ルアミドとメタアクリルアミドであり、そのいずれかを
単独で使用してもよく、両者を併用してもよい。
に使用する(メタ)アクリルアミド(a1)は、アクリ
ルアミドとメタアクリルアミドであり、そのいずれかを
単独で使用してもよく、両者を併用してもよい。
【0011】本発明におけるグラフト澱粉重合体(A)
に使用するアニオン性ビニル単量体(a2)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、フマル酸、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等又はそれらのナトリ
ウム、カリウム、アンモニウム塩等が挙げられ、これら
の、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用して
もよい。
に使用するアニオン性ビニル単量体(a2)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、フマル酸、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等又はそれらのナトリ
ウム、カリウム、アンモニウム塩等が挙げられ、これら
の、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用して
もよい。
【0012】本発明のグラフト澱粉重合体(A)に使用
するカチオン性ビニル単量体(a3)としては、N.N
−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N.N
−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N.N
−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のジ
アルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、N.N
−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N.
N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等
のN.N−ジアルキルアミノ(メタ)アルキルアクリル
アミド、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、アリー
ルアミン、ジアリールアミン等の第3級アミノ基を有す
るビニルモノマー、又はそれらの塩酸塩、硫酸塩、ギ酸
塩、酢酸塩、スルファミン酸塩が挙げられ、更に第3級
アミノ基を含有するビニルモノマーとメチルクロライド
等のアルキルハライド等のアリールアルキルハライド、
ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、エピクロルヒドリン、3
−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニ
ウムクロライド、グリシジルアルキルアンモニウムクロ
ライド等の4級化剤との反応によって得られる第4級ア
ンモニウム塩も使用でき、これらの一種を単独で使用し
てもよく、二種以上を併用してもよい。特にジアルキル
アミノアルキル(メタ)アクリルアミド又はそれら塩類
は、ポリイオンコンプレックス体にした場合に製品の経
日安定性に優れているので好ましい。
するカチオン性ビニル単量体(a3)としては、N.N
−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N.N
−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N.N
−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のジ
アルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、N.N
−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N.
N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等
のN.N−ジアルキルアミノ(メタ)アルキルアクリル
アミド、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、アリー
ルアミン、ジアリールアミン等の第3級アミノ基を有す
るビニルモノマー、又はそれらの塩酸塩、硫酸塩、ギ酸
塩、酢酸塩、スルファミン酸塩が挙げられ、更に第3級
アミノ基を含有するビニルモノマーとメチルクロライド
等のアルキルハライド等のアリールアルキルハライド、
ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、エピクロルヒドリン、3
−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニ
ウムクロライド、グリシジルアルキルアンモニウムクロ
ライド等の4級化剤との反応によって得られる第4級ア
ンモニウム塩も使用でき、これらの一種を単独で使用し
てもよく、二種以上を併用してもよい。特にジアルキル
アミノアルキル(メタ)アクリルアミド又はそれら塩類
は、ポリイオンコンプレックス体にした場合に製品の経
日安定性に優れているので好ましい。
【0013】なお、本発明におけるグラフト澱粉重合体
(A)には、(メタ)アクリルアミド(a1)、アニオ
ン性ビニル単量体(a2)及びカチオン性ビニル単量体
(a3)と共重合可能な他のビニル単量体を10モル%
を越えない範囲で含有させることができる。この種の単
量体には、メチロール(メタ)アクリルアミド、ジメチ
ルアクリルアミド、2官能性、3官能性、4官能性等の
各種架橋性ビニル単量体、ジイソプロピルアクリルアミ
ド、 (メタ)アクリルエステル類、アクリロニトリ
ル、酢酸ビニル、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル
酸、エステル類、ビニルピロリドンなどが使用できる。
(A)には、(メタ)アクリルアミド(a1)、アニオ
ン性ビニル単量体(a2)及びカチオン性ビニル単量体
(a3)と共重合可能な他のビニル単量体を10モル%
を越えない範囲で含有させることができる。この種の単
量体には、メチロール(メタ)アクリルアミド、ジメチ
ルアクリルアミド、2官能性、3官能性、4官能性等の
各種架橋性ビニル単量体、ジイソプロピルアクリルアミ
ド、 (メタ)アクリルエステル類、アクリロニトリ
ル、酢酸ビニル、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル
酸、エステル類、ビニルピロリドンなどが使用できる。
【0014】本発明におけるグラフト澱粉重合体(A)
の製造は、常法に従って行うことができる。例えば、攪
拌及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、前記カチオ
ン性澱粉の水溶液と前記モノマー成分(a1)(a2)
及び(a3)と水とを仕込み、重合開始剤として過酸化
水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、アンモニ
ウムハイドロパーオキサイド等の過酸化物、又はこれら
の過酸化物と重亜硫酸塩等の還元剤とを組み合わせたレ
ドックス開始剤、あるいは2−2′アゾビス(2−アミ
ノジプロパン)塩酸塩等の水溶性アゾ系重合開始剤など
を使用し、反応温度40〜80℃で1〜5時間反応させ
れば目的とするグラフト澱粉重合体(A)を得ることが
できる。
の製造は、常法に従って行うことができる。例えば、攪
拌及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、前記カチオ
ン性澱粉の水溶液と前記モノマー成分(a1)(a2)
及び(a3)と水とを仕込み、重合開始剤として過酸化
水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、アンモニ
ウムハイドロパーオキサイド等の過酸化物、又はこれら
の過酸化物と重亜硫酸塩等の還元剤とを組み合わせたレ
ドックス開始剤、あるいは2−2′アゾビス(2−アミ
ノジプロパン)塩酸塩等の水溶性アゾ系重合開始剤など
を使用し、反応温度40〜80℃で1〜5時間反応させ
れば目的とするグラフト澱粉重合体(A)を得ることが
できる。
【0015】本発明におけるグラフト澱粉重合体(A)
を製造するに際しては、カチオン性澱粉20〜80重量
部を含有する水溶液中において、(メタ)アクリルアミ
ド(a1)50〜99モル%とアニオン性ビニルモノマ
ー(a2)1〜30モル%とカチオン性ビニルモノマー
(a3)1〜20モル%とからなるモノマー混合物を重
合させることが好ましい。なお、カチオン性澱粉が20
重量部未満の場合には、紙の離解性に問題があり、80
重量部を越えると印刷適性がもうひとつである。
を製造するに際しては、カチオン性澱粉20〜80重量
部を含有する水溶液中において、(メタ)アクリルアミ
ド(a1)50〜99モル%とアニオン性ビニルモノマ
ー(a2)1〜30モル%とカチオン性ビニルモノマー
(a3)1〜20モル%とからなるモノマー混合物を重
合させることが好ましい。なお、カチオン性澱粉が20
重量部未満の場合には、紙の離解性に問題があり、80
重量部を越えると印刷適性がもうひとつである。
【0016】本発明における疎水性基含有アニオン性共
重合体(B)に使用する疎水性ビニル単量体(b1)と
しては、スチレン、アルキルスチレン、(メタ)アクリ
ル酸アルキルエステル類、酢酸ビニル、オレフィン類、
無水マレイン酸などのα.β−不飽和多塩基酸アルキル
(半)エステル類等が挙げられ、これらの一種を単独で
使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
重合体(B)に使用する疎水性ビニル単量体(b1)と
しては、スチレン、アルキルスチレン、(メタ)アクリ
ル酸アルキルエステル類、酢酸ビニル、オレフィン類、
無水マレイン酸などのα.β−不飽和多塩基酸アルキル
(半)エステル類等が挙げられ、これらの一種を単独で
使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
【0017】本発明における疎水性基含有アニオン性共
重合体(B)に使用するアニオン性ビニル単量体
(b2)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、マレイン酸、フマル酸、ビニル
スルフォン酸、スチレンスルフォン酸、2−アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルフォン酸等又はそれらの
ナトリウム、カリウム、アンモニウム塩等が挙げられ、
これらの一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用
してもよい。
重合体(B)に使用するアニオン性ビニル単量体
(b2)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、マレイン酸、フマル酸、ビニル
スルフォン酸、スチレンスルフォン酸、2−アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルフォン酸等又はそれらの
ナトリウム、カリウム、アンモニウム塩等が挙げられ、
これらの一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用
してもよい。
【0018】なお、本発明の効果を損なわない限り、他
の成分単量体、例えば塩化ビニル、塩化ビニリデン、ア
クリルアミド及びその誘導体モノマー類、ビニルピロリ
ドン、アリルアルコール、アクリロニトリル、その他の
各種単量体類を共重合することは何ら差し支えない。
の成分単量体、例えば塩化ビニル、塩化ビニリデン、ア
クリルアミド及びその誘導体モノマー類、ビニルピロリ
ドン、アリルアルコール、アクリロニトリル、その他の
各種単量体類を共重合することは何ら差し支えない。
【0019】本発明における疎水性基含有アニオン性共
重合体(B)は、スチレン−マレイン酸系強重合体塩、
スチレン−(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アク
リル酸共重合体塩、オレフィン−無水マレイン酸共重合
体及び該部分エステル又は部分アミドなどの誘導体塩、
酢酸ビニル−マレイン酸系共重合体塩などが好ましい。
重合体(B)は、スチレン−マレイン酸系強重合体塩、
スチレン−(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アク
リル酸共重合体塩、オレフィン−無水マレイン酸共重合
体及び該部分エステル又は部分アミドなどの誘導体塩、
酢酸ビニル−マレイン酸系共重合体塩などが好ましい。
【0020】前記スチレンーマレイン酸系共重合体塩と
は、スチレンと無水マレイン酸との共重合体塩又はスチ
レンとマレイン酸エステルの共重合体塩である。該マレ
イン酸エステルは、無水マレイン酸と炭素数1〜30の
直鎖又は分岐アルキルアルコール又はアルキルフェニル
アルコールからなる半エステルであり、必要物性に応じ
て、単独又は併用で用いることができる。スチレンと無
水マレイン酸あるいはマレイン酸半エステルとを共重合
する際の組成比は通常等モルで行うが、何れかが多くて
もよい。
は、スチレンと無水マレイン酸との共重合体塩又はスチ
レンとマレイン酸エステルの共重合体塩である。該マレ
イン酸エステルは、無水マレイン酸と炭素数1〜30の
直鎖又は分岐アルキルアルコール又はアルキルフェニル
アルコールからなる半エステルであり、必要物性に応じ
て、単独又は併用で用いることができる。スチレンと無
水マレイン酸あるいはマレイン酸半エステルとを共重合
する際の組成比は通常等モルで行うが、何れかが多くて
もよい。
【0021】又、前記スチレン−(メタ)アクリル酸共
重合体塩は、スチレンとアクリル酸、スチレンとメタア
クリル酸、スチレンとアクリル酸及びメタアクリル酸を
共重合することで共重合体を得る。該スチレンと(メ
タ)アクリル酸との組成比はスチレン30〜90モル%
と(メタ)アクリル酸10〜70モル%、好ましくは、
スチレン40〜60モル%と(メタ)アクリル酸40〜
60モル%である。
重合体塩は、スチレンとアクリル酸、スチレンとメタア
クリル酸、スチレンとアクリル酸及びメタアクリル酸を
共重合することで共重合体を得る。該スチレンと(メ
タ)アクリル酸との組成比はスチレン30〜90モル%
と(メタ)アクリル酸10〜70モル%、好ましくは、
スチレン40〜60モル%と(メタ)アクリル酸40〜
60モル%である。
【0022】又、前記スチレン−(メタ)アクリル酸エ
ステル−(メタ)アクリル酸共重合体塩は、スチレンと
(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリル酸を
共重合することで共重合体を得る。組成比はスチレン0
〜20モル%、(メタ)アクリル酸エステル30〜90
モル%、(メタ)アクリル酸10〜70モル%が好まし
い。
ステル−(メタ)アクリル酸共重合体塩は、スチレンと
(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリル酸を
共重合することで共重合体を得る。組成比はスチレン0
〜20モル%、(メタ)アクリル酸エステル30〜90
モル%、(メタ)アクリル酸10〜70モル%が好まし
い。
【0023】又、前記オレフィン−無水マレイン酸共重
合体は、エチレン、ジイソブチレン、α−オレフィン類
40〜60モル%、無水マレイン酸40〜60モル%の
組成比が好ましい。なお、この共重合体の部分アルコー
ルエステル、又は部分アミド類も使用してよい。
合体は、エチレン、ジイソブチレン、α−オレフィン類
40〜60モル%、無水マレイン酸40〜60モル%の
組成比が好ましい。なお、この共重合体の部分アルコー
ルエステル、又は部分アミド類も使用してよい。
【0024】本発明における疎水性基含有アニオン性共
重合体(B)の製造は、常法に従って、溶液重合、バル
ク重合法、乳化重合法などにより行うことができ、溶液
重合法が好ましい。重合触媒としてはベンゾイルパーオ
キサイドなどの過酸化物とアゾピスイソブチロントリル
などのアゾ化合物が挙げられる。重合後に得られた共重
合体は苛性ソーダ、苛性カリ等のアルカリ金属、アンモ
ニウム、アルキルアミン類、アルカノールアミン類、モ
ルホリン類、エチレンジアミン等の多価アミンなどのア
ルカリで中和して塩を形成し、疎水性基含有アニオン性
共重合体(B)の水溶液を得る。これらのアルカリは単
独又は組み合わせて使用してもよく、中和度は50〜1
20モル%、好ましくは90〜110モル%である。
重合体(B)の製造は、常法に従って、溶液重合、バル
ク重合法、乳化重合法などにより行うことができ、溶液
重合法が好ましい。重合触媒としてはベンゾイルパーオ
キサイドなどの過酸化物とアゾピスイソブチロントリル
などのアゾ化合物が挙げられる。重合後に得られた共重
合体は苛性ソーダ、苛性カリ等のアルカリ金属、アンモ
ニウム、アルキルアミン類、アルカノールアミン類、モ
ルホリン類、エチレンジアミン等の多価アミンなどのア
ルカリで中和して塩を形成し、疎水性基含有アニオン性
共重合体(B)の水溶液を得る。これらのアルカリは単
独又は組み合わせて使用してもよく、中和度は50〜1
20モル%、好ましくは90〜110モル%である。
【0025】本発明における疎水性基含有アニオン性共
重合体(B)の分子量は、2,000〜200,000
程度、好ましくは5,000〜100,000である。
分子量が低いと充分なサイズ効果が得られない。分子量
200,000を越えると粘度が高くなり作業性が悪く
なる。
重合体(B)の分子量は、2,000〜200,000
程度、好ましくは5,000〜100,000である。
分子量が低いと充分なサイズ効果が得られない。分子量
200,000を越えると粘度が高くなり作業性が悪く
なる。
【0026】又、本発明における疎水性基含有アニオン
性共重合体(B)水溶液には、粘度安定性や揮発性改善
等の目的で必要に応じ、アルコール類、グリコール類、
セロソルブ類などの水溶性溶剤を配合することもでき
る。
性共重合体(B)水溶液には、粘度安定性や揮発性改善
等の目的で必要に応じ、アルコール類、グリコール類、
セロソルブ類などの水溶性溶剤を配合することもでき
る。
【0027】本発明におけるグラフト澱粉重合体(A)
と疎水性基含有アニオン性共重合体(B)との配合割合
は(A):(B)=70:30〜30:70である。な
お、グラフト澱粉重合体が30重量部以下だと印刷適性
及び離解性に問題があり、70重量部を越えると紙のサ
イズ効果が悪くなる。
と疎水性基含有アニオン性共重合体(B)との配合割合
は(A):(B)=70:30〜30:70である。な
お、グラフト澱粉重合体が30重量部以下だと印刷適性
及び離解性に問題があり、70重量部を越えると紙のサ
イズ効果が悪くなる。
【0028】本発明におけるグラフト澱粉重合体(A)
と疎水性基含有アニオン性共重合体(B)とのポリイオ
ンコンプレックス体は、両者を予め混合して単一系混合
物にしておく必要がある。その混合物のpHによりバラ
ンスが変化するので、両者の混合比やイオン比により、
沈殿しない適当なpHに有機酸、無機酸又はアルカリで
調製する。
と疎水性基含有アニオン性共重合体(B)とのポリイオ
ンコンプレックス体は、両者を予め混合して単一系混合
物にしておく必要がある。その混合物のpHによりバラ
ンスが変化するので、両者の混合比やイオン比により、
沈殿しない適当なpHに有機酸、無機酸又はアルカリで
調製する。
【0029】本発明におけるイオンコンプレックス体と
は、正の電荷をもった両イオン性グラフト澱粉重合体
(A)(高分子電解質)と負の電荷をもった疎水性基含
有アニオン性共重合体(B)(高分子電解質)とを反応
させてできた複合体のことである。前記表面強度と印刷
適性を有する(A)成分と、前記サイズ性を有する
(B)成分とのポリイオンコンプレックス体を形成させ
ることによって、高分子量ポリマーと同様の形態を造
り、紙の表面に強い被膜を形成するために、本発明の目
的とする効果が得られるものと考えられる。
は、正の電荷をもった両イオン性グラフト澱粉重合体
(A)(高分子電解質)と負の電荷をもった疎水性基含
有アニオン性共重合体(B)(高分子電解質)とを反応
させてできた複合体のことである。前記表面強度と印刷
適性を有する(A)成分と、前記サイズ性を有する
(B)成分とのポリイオンコンプレックス体を形成させ
ることによって、高分子量ポリマーと同様の形態を造
り、紙の表面に強い被膜を形成するために、本発明の目
的とする効果が得られるものと考えられる。
【0029】本発明に係る表面処理剤の塗工濃度は、塗
布原紙への吸液量(付着量)と紙に要求される品質によ
り決定されるが、通常は、固形分0.5〜10重量%、
塗工量は固形分0.01〜5g/m2である。
布原紙への吸液量(付着量)と紙に要求される品質によ
り決定されるが、通常は、固形分0.5〜10重量%、
塗工量は固形分0.01〜5g/m2である。
【0030】本発明に係る表面処理剤を含む塗工液は、
常法に従って、サイズプレス、ゲートロール、カレンダ
ー、エアナイフコーター、ブレードコーターなどの各種
塗工設備にて紙の表面に塗工することができる。なお、
スプレー法や含浸法なども任意に採用される。
常法に従って、サイズプレス、ゲートロール、カレンダ
ー、エアナイフコーター、ブレードコーターなどの各種
塗工設備にて紙の表面に塗工することができる。なお、
スプレー法や含浸法なども任意に採用される。
【0031】本発明に係る表面処理剤は、グラフト澱粉
重合体(A)と疎水性基含有アニオン性共重合体(B)
とのポリイオンコンプレックス体を必須の成分とするも
のであるが、これらの成分の効果を阻害しない限り、必
要により他の配合剤、例えば澱粉誘導体、水溶性セルロ
ース誘導体、ポリビニルアルコール、植物ガム類、アル
ギン酸塩、アクリルアミド系ポリマー類等を適宜配合す
ることができる。
重合体(A)と疎水性基含有アニオン性共重合体(B)
とのポリイオンコンプレックス体を必須の成分とするも
のであるが、これらの成分の効果を阻害しない限り、必
要により他の配合剤、例えば澱粉誘導体、水溶性セルロ
ース誘導体、ポリビニルアルコール、植物ガム類、アル
ギン酸塩、アクリルアミド系ポリマー類等を適宜配合す
ることができる。
【0032】本発明に係る表面処理剤を塗工する原紙
は、特に限定されず、使用されているパルプ、填料、内
添サイズ剤、紙力増強剤、歩留剤等に制限されない。
又、あらゆる中性抄紙から酸性抄紙で使用することが可
能である。例えば上質紙、中質紙、新聞用紙、コート
紙、特殊紙、加工原紙、ライナー、中芯原紙、PPC用
紙、インクジェット又はトナープリンター用紙、感熱紙
等の情報用紙、石膏ボード原紙、建材用紙等に適用可能
である。
は、特に限定されず、使用されているパルプ、填料、内
添サイズ剤、紙力増強剤、歩留剤等に制限されない。
又、あらゆる中性抄紙から酸性抄紙で使用することが可
能である。例えば上質紙、中質紙、新聞用紙、コート
紙、特殊紙、加工原紙、ライナー、中芯原紙、PPC用
紙、インクジェット又はトナープリンター用紙、感熱紙
等の情報用紙、石膏ボード原紙、建材用紙等に適用可能
である。
【0033】
【実施例】以下、実施例、比較例、応用例に基づいて本
発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。
発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。
【0034】[実施例1]カチオン性タピオカ澱粉(濃
度20重量%水溶液、25℃の粘度100cps、置換
度(DS)0.05)190部、40%アクリルアミド
80部、80%アクリル酸1.2部、ジメチルアミノプ
ロピルアクリルアミド4.5部を混合し、水を加え全量
を440部とした後、10重量%の苛性カリを加え、p
H5.0に調整した。全量を攪拌機を付したフラスコ中
に入れ、加温し、内温55℃で過硫酸アンモニウム、及
び重亜硫酸ソーダの各0.5部を添加、65〜70℃で
3時間重合反応を行った後、冷却、水を加えて全量を6
0部とし、粘度2500cps(25℃),固形分15
%のグラフト澱粉重合体(A−1)の水溶液を得た。別
途、スチレン50重量部とメタアクリル酸50重量部を
イソプロピルアルコール溶媒存在下で開始剤としてアゾ
ビスイソブチルニトリル(AIBN)を用いて還流下溶
液重合させ、重合後、所定のアンモニア水を加え中和し
た。その後、減圧蒸留により脱溶媒し、所定の水を加え
て、粘度80cps(25℃)、固形分15%、pH
9.0の疎水性基含有アニオン性共重合体(B−1)の
水溶液を得た。この両水溶液を混合して、該(A−1)
成分と該(B−1)成分とのポリイオンコンブレックス
体からなる表面処理剤を得た。その性状を表1に示す。
度20重量%水溶液、25℃の粘度100cps、置換
度(DS)0.05)190部、40%アクリルアミド
80部、80%アクリル酸1.2部、ジメチルアミノプ
ロピルアクリルアミド4.5部を混合し、水を加え全量
を440部とした後、10重量%の苛性カリを加え、p
H5.0に調整した。全量を攪拌機を付したフラスコ中
に入れ、加温し、内温55℃で過硫酸アンモニウム、及
び重亜硫酸ソーダの各0.5部を添加、65〜70℃で
3時間重合反応を行った後、冷却、水を加えて全量を6
0部とし、粘度2500cps(25℃),固形分15
%のグラフト澱粉重合体(A−1)の水溶液を得た。別
途、スチレン50重量部とメタアクリル酸50重量部を
イソプロピルアルコール溶媒存在下で開始剤としてアゾ
ビスイソブチルニトリル(AIBN)を用いて還流下溶
液重合させ、重合後、所定のアンモニア水を加え中和し
た。その後、減圧蒸留により脱溶媒し、所定の水を加え
て、粘度80cps(25℃)、固形分15%、pH
9.0の疎水性基含有アニオン性共重合体(B−1)の
水溶液を得た。この両水溶液を混合して、該(A−1)
成分と該(B−1)成分とのポリイオンコンブレックス
体からなる表面処理剤を得た。その性状を表1に示す。
【0035】[実施例2〜4]グラフト澱粉重合体
(A)のカチオン澱粉、アクリルアミド類(a1)、ア
ニオン性ビニル単量体(a2)、カチオン性ビニル単量
体(a3)、他の単量体の種類と使用量、疎水性基含有
アニオン性共重合体(B)の疎水性基ビニル単量体(b
1)とアニオン性ビニル単量体(b2)の種類と使用量
及びグラフト澱粉重合体(A)と疎水性基含有アニオン
性共重合体(B)の重量比を表1の通り、適宜変えた以
外は、実施例1と同様にして、実施例2〜7、比較例1
〜4の各表面処理剤を得た。その性状を表1に示す。
(A)のカチオン澱粉、アクリルアミド類(a1)、ア
ニオン性ビニル単量体(a2)、カチオン性ビニル単量
体(a3)、他の単量体の種類と使用量、疎水性基含有
アニオン性共重合体(B)の疎水性基ビニル単量体(b
1)とアニオン性ビニル単量体(b2)の種類と使用量
及びグラフト澱粉重合体(A)と疎水性基含有アニオン
性共重合体(B)の重量比を表1の通り、適宜変えた以
外は、実施例1と同様にして、実施例2〜7、比較例1
〜4の各表面処理剤を得た。その性状を表1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】表1中の略号は下記の通りである。 CS:カチオン性澱粉。 AAM:アクリルアミド。 AA:アクリル酸。 IA:イタコン酸。 DMAPAA:N.N−ジメチルアミノプロピルアクリ
ルアミド MBAA:メチレンビスアクリルアミド
ルアミド MBAA:メチレンビスアクリルアミド
【0038】[表面処理剤の性能評価]前記実施例1〜
7、及び比較例1〜 4、参考例1〜2に示す表面処理
剤について性能評価を行った。
7、及び比較例1〜 4、参考例1〜2に示す表面処理
剤について性能評価を行った。
【0039】(1)表面処理剤の原紙 ・未塗工白ライナー 坪量180g/m2。 ・未塗工上質紙 坪量60g/m2。 (2)表面塗工方法 (a)ライナーでの評価 実施例1〜7、比較例1〜4、及び参考例1〜2の各表
面処理剤を付着量が固形分で0.3g/m2になるよう
に水で希釈した塗工液を、白ライナーにロールコーター
を用いて両面塗工し、回転ドライヤーで90℃1分間乾
燥して、表面塗工を行った。テスト紙の表面処理剤の塗
布量 、紙質評価は表2に示す。
面処理剤を付着量が固形分で0.3g/m2になるよう
に水で希釈した塗工液を、白ライナーにロールコーター
を用いて両面塗工し、回転ドライヤーで90℃1分間乾
燥して、表面塗工を行った。テスト紙の表面処理剤の塗
布量 、紙質評価は表2に示す。
【0040】
【表2】
【0041】(b)上質紙での評価。 実施例1〜7、比較例1〜4、及び参考例1〜2の各表
面処理剤を付着量が固形分で0.2g/m2になるよう
に水で希釈した塗工液を、上質紙にロールコーターを用
いて両面塗工し、回転ドライヤーで90℃1分間乾燥し
た。テスト紙の表面処理剤の塗布量、紙質評価は表3に
示す。
面処理剤を付着量が固形分で0.2g/m2になるよう
に水で希釈した塗工液を、上質紙にロールコーターを用
いて両面塗工し、回転ドライヤーで90℃1分間乾燥し
た。テスト紙の表面処理剤の塗布量、紙質評価は表3に
示す。
【0042】
【表3】
【0043】 (3)表面処理剤の紙質評価方法 (1)サイズ効果:ステキヒト法、JIS P−8122−1976。 コブ吸水法、 JIS P−8140。
【0044】(2)印刷適性試験: ・IGTテスト:IGT印刷試験機で印刷し、紙むけを
起こす加速度で表示。 使用試験機:熊谷理機工業(株)社製IGT印刷適正試
験機。 使用インキ:東洋インキ(株)社製、墨インキTV1
5。 条 件:印圧50kg/m2、テンションA。 ・RIテスト:RI試験機(明製作所製)で印刷テスト
を行い、紙むけの状態を5優〜劣1の5段階で評価。 ・水性グラビア印刷の発色性試験:水性グラビアインキ
をバーコーター(No.1)にて表面処理剤を塗工した
紙に塗布し、自然乾燥後、グロスメーター(型式:ホリ
バ TG310)でインキの光沢を測定。
起こす加速度で表示。 使用試験機:熊谷理機工業(株)社製IGT印刷適正試
験機。 使用インキ:東洋インキ(株)社製、墨インキTV1
5。 条 件:印圧50kg/m2、テンションA。 ・RIテスト:RI試験機(明製作所製)で印刷テスト
を行い、紙むけの状態を5優〜劣1の5段階で評価。 ・水性グラビア印刷の発色性試験:水性グラビアインキ
をバーコーター(No.1)にて表面処理剤を塗工した
紙に塗布し、自然乾燥後、グロスメーター(型式:ホリ
バ TG310)でインキの光沢を測定。
【0045】(3)離解性テスト:表面塗工紙を5mm
角にカットした紙片1gを30℃の水100gに入れ、
高速攪拌機(2000rpm)で5分間攪拌離解した。
離解後のスラリーを手抄試験機で抄紙し、離解状態を5
優〜劣1の5段階で評価。
角にカットした紙片1gを30℃の水100gに入れ、
高速攪拌機(2000rpm)で5分間攪拌離解した。
離解後のスラリーを手抄試験機で抄紙し、離解状態を5
優〜劣1の5段階で評価。
【0046】
【発明の効果】本発明に係る表面処理剤は、グラフト澱
粉重合体(A)と疎水性基含有アニオン性共重合体
(B)とのポリイオンコンプレックス体からなり、成紙
工程の各種サイズプレス、ゲートロール、カレンダー塗
工等で用いられ、強サイズ効果を付与すると共に印刷適
性などを大幅に改善し、しかも紙の離解性にも優れてい
て損紙や故紙のリサイクルに最適なものである。
粉重合体(A)と疎水性基含有アニオン性共重合体
(B)とのポリイオンコンプレックス体からなり、成紙
工程の各種サイズプレス、ゲートロール、カレンダー塗
工等で用いられ、強サイズ効果を付与すると共に印刷適
性などを大幅に改善し、しかも紙の離解性にも優れてい
て損紙や故紙のリサイクルに最適なものである。
Claims (4)
- 【請求項1】カチオン性澱粉を含有する水溶液中におい
て(メタ)アクリルアミド(a1)、アニオン性ビニル
単量体(a2)及びカチオン性ビニル単量体(a3)と
からなる単量体混合物を必須成分として重合させて得ら
れるグラフト澱粉重合体(A)と、疎水性共重合体ビニ
ル単量体(b1)及びアニオン性ビニル単量体(b2)
とからなる単量体混合物を必須成分として重合させて得
られる疎水性基含有アニオン性共重合体(B)とを主要
成分とし、該(A)成分と(B)成分とのポリイオンコ
ンプレックス体からなることを特徴とする紙の表面処理
剤。 - 【請求項2】グラフト澱粉重合体(A)と疎水性基含有
アニオン性共重合体(B)との配合割合が(A):
(B)=70:30〜30:70重量部である請求項1
記載の紙の表面処理剤。 - 【請求項3】グラフト澱粉重合体(A)が、カチオン性
澱粉20〜80重量部を含有する水溶液中において(メ
タ)アクリルアミド(a1)50〜98モル%、アニオ
ン性ビニル単量体(a2)1〜30モル%及びカチオン
性ビニル単量体(a3)1〜20モル%とからなるビニ
ル単量体混合物20〜80重量部とを重合して得られた
グラフト澱粉重合体である請求項1又は2記載の紙の表
面処理剤。 - 【請求項4】グラフト澱粉重合体(A)のカチオン性ビ
ニル単量体(a3)が、N.N−ジアルキルアミノアル
キル(メタ)アクリルアミドである請求項1、2及び3
のいずれかに記載の紙の表面処理剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11333097A JPH10266095A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 紙の表面処理剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11333097A JPH10266095A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 紙の表面処理剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10266095A true JPH10266095A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=14609514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11333097A Pending JPH10266095A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 紙の表面処理剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10266095A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003147691A (ja) * | 2001-08-20 | 2003-05-21 | Armstrong World Industries Inc | 繊維性シートのバインダー |
| US6764992B2 (en) | 2000-05-09 | 2004-07-20 | Unilever Home & Personal Care Usa, Division Of Conopco, Inc. | Soil release polymers and laundry detergent compositions containing them |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP11333097A patent/JPH10266095A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6764992B2 (en) | 2000-05-09 | 2004-07-20 | Unilever Home & Personal Care Usa, Division Of Conopco, Inc. | Soil release polymers and laundry detergent compositions containing them |
| JP2003147691A (ja) * | 2001-08-20 | 2003-05-21 | Armstrong World Industries Inc | 繊維性シートのバインダー |
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