JP4105065B2 - 紙用サイジング剤 - Google Patents

Description

本発明は、紙用サイジング剤に関するものである。

紙の各種強度、印刷適正、印刷物の外観などの紙物性を向上させるために、ポリビニルアルコール樹脂（以下、ＰＶＡと称す）、ポリアクリルアミド、澱粉などのサイジング剤が紙の表面に塗布されている。特に、ＰＶＡは、紙の強度向上効果が高く使い易いため、単独で使用されたり、澱粉と併用したりして多く使用されている。

ＰＶＡをサイジング剤として使用した紙は、製紙工程の金属乾燥ロールに貼りついてその表面を汚染してしまうなど、トラブルの原因となる。このトラブルが発生した際には、工程を停止して金属乾燥ロール表面を洗浄しなければならず、大幅な生産低下、原材料のロス、更には機器の損傷などをまねくことがあった。

これを解決するための手段として、ＰＶＡとポリエチレングリコールを混合した紙用サイジング剤（例えば、特許文献１参照）が知られている。
特開２００３−５５８９２号公報（段落番号０００５他）

本発明は、金属乾燥ロールの汚染をより防止できる紙用サイジング剤を提供するものである。

本発明者等は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ＰＶＡとポリアクリルアミドを主成分とする組成物の水溶液を紙用サイジング剤として使用することで、上記課題を解決できることを見出した。

本発明のサイジング剤を塗布した紙は、製紙工程の金属乾燥ロールに粘着し難くなるという効果を有するものであり、金属乾燥ロール表面の汚染をより防止できるものである。

本発明の紙用サイジング剤は、ＰＶＡとポリアクリルアミドを主成分とした組成物の水溶液である。本発明の紙用サイジング剤の特徴は、紙の表面に塗布、乾燥された際に、ポリアクリルアミドが塗布層の空気接触面側にブリード（移行）して被膜を形成し、ＰＶＡが金属乾燥ロールに直接接触しないようにすることである。

ＰＶＡは、通常の紙用サイジング剤として使用されるものであれば特に制限はないが、脂肪酸ビニルエステル重合体あるいは共重合体をけん化して得られるＰＶＡが良い。中でも酢酸ビニル重合体を完全にあるいは部分的にけん化して得られるＰＶＡが好ましい。脂肪酸ビニルエステルとしては、例えば、酢酸ビニルの他にプロピオン酸ビニル、蟻酸ビニルなどが挙げられ、これら脂肪酸ビニルエステルの１種又は２種以上を重合して得られる重合体又は共重合体や、脂肪酸ビニルエステルと共重合可能な他の１種又は２種以上の単量体との共重合体などをけん化して得られるＰＶＡあるいはこれらＰＶＡを後変性したＰＶＡなどが挙げられる。本発明においては、重合度、けん化度あるいはＰＶＡを構成する単位の異なる２種以上のＰＶＡを組み合わせて用いることもできる。

脂肪酸ビニルエステルと共重合可能な他の単量体としては、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、無水マレイン酸などの重合性ジカルボン酸無水物、重合性モノカルボン酸類、重合性ジカルボン酸類のエステル類、塩類、アクリルアミド、メタクリルアミドなどの重合性酸アミド類、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、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、アルキルビニルエーテル類などが挙げられる。

ＰＶＡのけん化度は、８０．０〜９９．５モル％のものが好ましい。ＰＶＡのけん化度が８０．０モル％未満では、曇点が現れ易くなり水溶液が白濁してしまいサイジング剤として適さない場合がある。けん化度が９９．５モル％を超えてしまうと、水溶液が被膜化し易くなり紙への塗布性が悪くなる場合がある。

ポリアクリルアミドは、通常のポリアクリルアミドであれば特に制限はなく、常態が液状や粉末状のものや、カチオン性、アニオン性、ノニオン性のものがあり、これらの単体だけでなく２種類以上を混合して用いても良い。ポリアクリルアミド以外のポリアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコール又はポリオキシアルキレングルコールエーテル等を併用してもよい。

ＰＶＡとポリアクリルアミドを混合するには、ＰＶＡとポリアクリルアミドを予め混合させて得られた組成物を水に溶解させても良く、ＰＶＡを水に溶解させる際に、ポリアクリルアミドを溶液中に更に添加、溶解させても良い。

ＰＶＡとポリアクリルアミドの配合量は、使用するＰＶＡやポリアクリルアミドの性状により適宜選択して決定すれば良く、好ましくはＰＶＡ１００重量部に対して、ポリアクリルアミド０．１〜１１．１重量部、更に好ましくはＰＶＡ１００重量部に対して、ポリアクリルアミド１．０〜５．２重量部である。ポリアクリルアミドの配合量が０．１％未満では、本発明の効果が発現し難くなり、１１．１％以上では、ポリアクリルアミドのブリード量が多くなりすぎて金属乾燥ロールがベタ付き易くなり、紙物性に悪影響が出る場合もある。

本発明の紙用サイジング剤には、本発明に支障のない範囲で必要に応じて他の成分を含有させることができる。他の成分としては、例えば、コーンスターチ、酸化澱粉などの澱粉類、カルボキシルメチルセルロース、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セルロース化合物、ＰＶＡの耐水化剤、ワックスエマルジョンなどの離型剤、酸化チタン、クレー、炭酸カルシウムなどの顔料、消泡剤などが挙げられる。本発明のサイジング剤は上記の成分やＰＶＡ以外のサイジング剤と併用することも可能である。

以下、本発明について実施例を挙げて更に詳しく説明する。尚、以下特に断りがない限り、「部」は「重量部」を意味する。

「実施例１」
平均重合度１７００、けん化度９９．０％のＰＶＡ９９．０部と、常態で液状のポリアクリルアミド１．０部をミキサーで混合した後、８５℃の温水中で１時間攪拌溶解し、濃度３％の紙用サイジング剤を得た。この紙用サイジング剤をコーティングロッドにて中質原紙（坪量６０ｇ／ｍ^２）に乾燥塗布量が１．５ｇ／ｍ^２となるように塗布し、金属ロールに触れさせながら乾燥させた。この乾燥を繰り返し十回行い、金属ロール面の汚れを判定数値化した。なお、以下に示した他の実施例及び各比較例は、特に言及しない限り本実施例と同様のものである。

「実施例２」
実施例１のポリアクリルアミドを、常態で粉末状のものに変更したものである。結果を表１に示す。

「実施例３」
平均重合度１７００、けん化度９９．０％のＰＶＡ９９．０部を８５℃の温水中で攪拌溶解させながら、実施例１と同じポリアクリルアミド１．０部を更に添加して攪拌溶解を１時間行い、濃度３％の紙用サイジング液を得た。この紙用サイジング剤を実施例１と同じ方法で評価した。結果を表１に示す。

「実施例４」
実施例１のＰＶＡを、平均重合度１７００、けん化度９０．０％のものに変更したものである。結果を表１に示す。

「比較例５」
平均重合度１７００、けん化度９９．０％のＰＶＡ８８．０部と、実施例１のポリアクリルアミド１２．０部をミキサーで混合した後、８５℃の温水中で１時間攪拌溶解し、濃度３％の紙用サイジング剤を得た。このサイジング剤を実施例１と同じ方法で評価した。結果を表１に示す。

「比較例１」
実施例１の紙用サイジング剤に、ポリアクリルアミドを配合させなかったものである。結果を表１に示す。

Claims (2)

1. ポリビニルアルコール樹脂１００重量部に対して、ポリアクリルアミドを１．０〜５．２重量部配合したことを特徴とする紙用サイジング剤。
2. ポリビニルアルコール樹脂が、けん化度８０．０〜９９．９モル％のものであることを特徴とする請求項１記載の紙用サイジング剤。