JP2609539B2 - 紙の表面処理剤 - Google Patents

紙の表面処理剤

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、紙の表面処理剤、特に紙の防滑剤に関す
る。
[従来の技術] 紙および板紙の用途の多様化、特殊化に伴ない各種の
紙質向上剤を使用して、紙質向上がはかられているが、
これらの使用によって紙の摩擦係数が低下し、紙が滑り
やすくなってきている。
また、近年酸性抄紙方法から中性抄紙方法への移行が
なされているが、その際内添サイズ剤としてアルキルケ
テンダイマー系化合物を使用した場合、特に紙が滑りや
すくなる傾向が認められる。
紙が滑りやすいと巻取りの際、筒状になったり平版に
して積んだ際、荷くずれを起こす等のトラブルが発生し
やすくなるので改善を必要とする。
そこで、従来紙を滑りにくくするために紙の表面を粗
くしたり、アルミナあるいはシリカ等の無機物を紙に塗
布する方法が広く行なわれてきた。しかしながらこれら
の方法にはカレンダーロールの著しい摩耗を引き起こ
し、装置の保守点検を常に実施しなければならないとい
う欠点がある。
また必然的に紙質、特にサイズ性の低下を招くという
欠点も有する。
一方表面処理剤は目的とする紙質に応じて、例えば防
滑性を付与する防滑剤、サイズ性を与える表面サイズ剤
等が適宜使用あるいは併用されている。しかし併用する
場合、処理剤間の相溶性が悪いと混合が困難なため、別
々の場所で塗工しなければならず、操業上効率的でない
という欠点がある。
そこで防滑性およびサイズ性を有する表面処理剤が望
まれるが、本発明者らは先に特開昭57−56598号におい
てスチレン同族体とアクリル酸あるいはメタクリル酸の
アミノアルキルエステルとの共重合物に4級化剤を反応
させて得られるカチオン性共重合物を用いる紙の滑り防
止方法を提案した。一方米国特許第2,964,445号公報に
はスチレンと窒素を含むビニルモノマーとの共重合物を
4級化したものが、又、特開昭48−11407号公報にはス
チレン同族体と(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエ
ステルとの共重合体にエピハロヒドリンを反応させたも
のが、同じく特開昭56−118994号公報にはN,N−ジメチ
ルアミノエチル(メタ)アクリレートとスチレンとアク
リロニトリルの共重合物を4級化させたものが夫々サイ
ズ剤として、開示されている。しかしながら上記のカチ
オン性共重合物は、塗工液を調製した際併用する薬剤に
よって、その塗工液のpHが7〜8になるとサイズ効果が
大きく低下するという問題点があり、そのためpHが7以
上の系では事実上サイズ剤として使用できないという欠
点がある。また市販のアニオン性表面サイズ剤もサイズ
性および防滑性の点で充分とは言えない。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の課題は、防滑性およびサイズ性を兼ね備え、
かつ塗工液のpHが7以上であっても効果を発現する紙の
表面処理剤を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、防滑性およびサイズ性を兼ね備え、か
つ塗工液のpHが7以上であっても効果を発現する紙の表
面処理剤を開発するために鋭意検討した結果、スチレン
/N,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミ
ド系共重合体を4級化剤と反応させて得られた生成物が
上記課題を解決しうることを見い出した。
すなわち本発明は、構成成分として、少なくとも
(a)スチレンおよび/またはスチレン誘導体と、
(b)N,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリ
ルアミドを含有する共重合体を4級化剤と反応させて得
られた反応生成物からなる紙の表面処理剤を提供するも
のである。
又、本発明はスチレンおよび/またはスチレン誘導体
95〜50モル%、望ましくは90〜70モル%と、N,N−ジア
ルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド5〜50モ
ル%、望ましくは10〜30モル%との共重合体を、あるい
はスチレンおよび/またはスチレン誘導体94〜50モル
%、望ましくは89〜70モル%と、N,N−ジアルキルアミ
ノアルキル(メタ)アクリルアミド5〜50モル%、望ま
しくは10〜30モル%と上記各単量体と共重合性を有する
他のビニル系単量体1〜20モル%との共重合体を4級化
剤と反応させて得られる反応生成物からなる紙の表面処
理剤を提供するものである。
ここで、上記した両種の共重合体は、たとえばラジカ
ル重合開始剤の存在下に公知の溶液または塊状重合方法
を用いて得られるものであり、共重合物と4級化剤との
反応は、共重合物液中に4級化剤を加え、加熱すること
により行なわれる。
前記、スチレン誘導体の代表的なものとして、α−メ
チルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレンまたは
クロルメチルスチレンなどがあり、また前記N,N−ジア
ルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドとして
は、例えば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、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アク
リルアミドまたはN,N−ジエチルアミノプロピル(メ
タ)アクリルアミドが挙げられ、これらは1種または2
種以上用いられる。
また、上記各単量体と共重合し得る他のビニル系単量
体として代表的なものにはメチル(メタ)アクリレー
ト、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メ
タ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリ
レート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、
ラウリル(メタ)アクリレート、もしくはステアリル
(メタ)アクリレートの如きアクリル酸もしくはメタア
クリル酸のエステル類;ジブチルマレート、ジブチルフ
マレートもしくはジオクチルフマレートの如きマレイン
酸もしくはフマール酸のエステル類;酢酸ビニルあるい
はアクリロニトリルなどがある。
他方、前記の4級化剤としては、一般的に用いられて
いるジメチル硫酸、メチルクロライド、アリルクロライ
ド、ベンジルクロライド、プロピレンオキシド、ブチレ
ンオキシド、スチレンオキシド、エピクロルヒドリン、
エピブロモヒドリン、エチレンクロルヒドリン、エチレ
ンブロモヒドリン等が挙げられる。
上記4級化剤として使用される化合物は、1種単独
で、又は2種以上混合して使用することができる。
[実 施 例] 次に、実施例により具体的に説明する。なお、特に断
らない限り、以下の部および%は重量基準である。
実施例 1 撹拌機、温度計および還流冷却器を備えた4つ口フラ
スコにスチレン78部とN,N−ジメチルアミノプロピルア
クリルアミド39部とトルエン50部を仕込み、ついで重合
開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル3.3部を加
え、反応温度90℃にて4時間重合反応を行なった。次い
で酢酸15部と水558.6部を加え、90〜100℃に加温してト
ルエンを水との共沸作用によりほぼ留去した。
しかる後、得られた共重合体にエピクロルヒドリン2
3.1部を加え、50℃、2時間加熱して4級化反応を行な
い、濃度を調節して不揮発分20重量%の表面処理剤を得
た。
実施例 2 スチレン88.4部、N,N−ジメチルアミノプロピルアク
リルアミド23.4部、酢酸9.0部および、4級化剤として
のエピクロルヒドリン13.9部を用いた以外は実施例1と
同様にして反応を行ない、表面処理剤を得た。
実施例 3 スチレン72.8部、N,N−ジメチルアミノプロピルアク
リルアミド31.2部、ビニルトルエン11.8部、酢酸12部お
よび4級化剤としてのエピクロルヒドリン18.5部を用い
た以外は、実施例1と同様にして反応を行ない、表面処
理剤を得た。
実施例 4 スチレン72.8部、N,N−ジメチルアミノプロピルメタ
アクリルアミド25.5部、イソブチルメタアクリレート2
1.3部、酢酸9.0部およびエピクロルヒドリン13.9部を用
いた以外は、実施例1と同様にして反応を行ない、表面
処理剤を得た。
実施例 5 スチレン78部、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリ
ルアミド39部、酢酸12部および4級化剤としてのブチレ
ンオキシド18部を用いた以外は実施例1と同様にして反
応を行ない、表面処理剤を得た。
実施例 6 スチレン83.2部、N,N−ジメチルアミノプロピルアク
リルアミド31.2部、酢酸12部および4級化剤としてのジ
メチル硫酸25.2部を用いた以外は、実施例1と同様にし
て反応を行ない、表面処理剤を得た。
実施例 7 実施例1〜6で得られた表面処理剤および比較例とし
ての市販品の効果を確認するために、以下に示す評価方
法により評価した。
評価 1(中性ライナーにおける効果) 実施例1〜6により得られた表面処理剤とカチオン性
の市販のサイズ剤A(スチレン−N,N−ジアルキルアミ
ノ(メタ)アクリレート−エピクロルヒドリン反応生成
物)およびアニオン性の市販のサイズ剤B(スチレン−
アクリル酸系)を、紙面pHが6.4である、内添サイズ剤
としてアルキルケテンダイマー系化合物を使用したKラ
イナーに塗工し評価した。塗工は、塗工量が0.05g/m
2(固形分)となるよう塗工液を調製し、実験室明サイ
ズプレス(熊谷理機工業(株)製)を用いて行ない乾燥
はドラムドライヤーで100℃、30秒間行なった。20℃,65
%の恒温恒湿室にて24時間調湿後、これら塗工紙のコブ
サイズ度と滑り角度を測定し、表1に示した。コブサイ
ズ度はJIS P−8140に従って測定した。これは数値が小
さい程効果が良いことを示している。滑り角度はJIS P
−8147の傾斜法で測定し、1回,5回および10回繰り返し
て滑らせた時の滑り角度を示した。これは数値が大きい
程、効果が良いことを示している。
評価 2(酸性ライナーにおける効果) ライナーを酸性で抄紙した紙面pHが4.2のB級ライナ
ー(坪量180g/m2)に変えた以外は評価1と同様の操
作、測定を行なった。その結果を表2に記載した。
評価 3(pH安定性) 塗工液を調製し、さらに塗工液のpHをホウ酸−塩化カ
リウム−水酸化ナトリウムの緩衝溶液を用いて8.0に調
整し、50℃にて5時間保持した後に塗工した以外は評価
2と同様の操作を行ない評価した。これは実際に工場で
使用される場合を想定したもの、すなわち他の併用添加
剤の存在により塗工液pHが上昇しかつ塗工液が数時間に
わたって循環され使用されることを想定したものであ
る。結果を表3に記載した。
[発明の効果] 本発明の紙の表面処理剤は防滑性、サイズ性に優れ、
かつ塗工液pHが7以上であってもサイズ度が低下しない
という効果を有する。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】構成成分として、少なくとも(a)スチレ
    ンおよび/またはスチレン誘導体と、(b)N,N−ジア
    ルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドを含有す
    る共重合体を4級化剤と反応させて得られた反応生成物
    からなる紙の表面処理剤。
  2. 【請求項2】(a)スチレンおよび/またはスチレン誘
    導体が95〜50モル%、(b)N,N−ジアルキルアミノア
    ルキル(メタ)アクリルアミドが5〜50モル%であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の紙の表面処理剤。
  3. 【請求項3】共重合体が、(a)スチレンおよび/また
    はスチレン誘導体94〜50モル%、(b)N,N−ジアルキ
    ルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドが5〜50モル
    %、(c)上記(a)および(b)と共重合性を有する
    他のビニル系単量体1〜20モル%とからなることを特徴
    とする請求項1記載の紙の表面処理剤。
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