JP5494543B2 - 製紙用エマルジョン型表面サイズ剤および製紙用表面塗工液 - Google Patents
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Description
また、(a2)成分中の(a2−1)成分の使用割合としては、5〜50重量%程度が好ましく、より好ましくは10〜40重量%である。
(a3)成分を用いない場合、得られる水溶性ポリマー(A)の疎水性および疎水性のバランスが悪く、表面サイズ剤のエマルジョン形態が安定性の高いものとならないため、貯蔵安定性や、機械的シェアに対する安定性が悪くなり、塗工の際に汚れが発生しやすくなる。さらに、表面サイズ剤を、例えば、固形分濃度40%以上の高濃度で保管する場合の貯蔵安定性を高めるには、(a3)成分中に、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、シクロデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロラウリル(メタ)アクリレートを含めることがより好ましい。
全単量体成分(a)に対する(a3)成分の使用割合としては、(A)成分の親水性および疎水性のバランスの観点から、5〜50重量%、好ましくは、10〜40重量%である。また、脂環構造を有する(a3)成分の使用割合は、(a3)成分全体に対して10〜90重量%、好ましくは30〜70重量%である。
さらに、本発明の表面サイズ剤および製紙用表面塗工液は、必要に応じて、公知の各種添加剤を添加して、添加剤としては、消泡剤、防滑剤、防腐剤、防錆剤、増粘剤、pH調整剤、酸化防止剤、増膜助剤、顔料、染料などが挙げられる。
(合成例1)
撹拌機、冷却管、滴下ロート、窒素導入管および温度計を備えたフラスコに、アクリルアミド99.0g、メタリルスルホン酸ナトリウム21.6g、イタコン酸21.6g、2−エチルヘキシルアクリレート14.4g、シクロヘキシルメタクリレート23.4g、イソプロピルアルコール272.6g、イオン交換水256.9gを仕込み、この混合液を攪拌しながら窒素ガスバブリング下で50℃まで昇温した。過硫酸アンモニウムの10%水溶液17.4gを加え、80℃まで昇温し、同温度で3時間保持した後、イオン交換水205.0gを加え希釈し、イソプロピルアルコールを留去し、48%水酸化ナトリウム水溶液を0.8g加えた後、濃度調節し、固形分濃度25%の水溶性ポリマー(A)を得た。得られた水溶性ポリマー(A)の合成直後の粘度を表1に示す。なお、粘度は、225mlのマヨネーズ瓶にサンプルを入れ、25℃でB型粘度計を使用して測定した(以下の例も同様である。)。
製造例1において、各成分の種類と量を表1に変更したこと以外は、製造例1と同様にして、水溶性ポリマーを合成した。ただし、比較例4,6および9は、共重合反応が不完全であり、ポリマーを得ることができなかった。
AM:アクリルアミド、IA:イタコン酸、SMAS:メタリルスルホン酸ナトリウム、CHA:シクロヘキシルアクリレート、CHMA:シクロヘキシルメタアクリレート、2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート、LA:ラウリルアクリレート、MMA:メチルメタクリレート、BA:ブチルアクリレート、BMA:ブチルメタクリレート、SMA:ステアリルメタクリレート
アルキルケテンダイマー(パルミチン酸クロライド35%、ステアリン酸クロライド65%の混合物を原料としたもの)350g、(C)成分として、トリメリット酸トリアルキルエステル(アルキル鎖C8、C10)17.5g、(A)成分として、合成例1で得られた水溶性ポリマー(A)210g、アニオン性分散剤(ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物)の40%水溶液(花王社製、商品名「デモールNL」)10.5g、硫酸アルミニウム水溶液(Al2O3として8%含有)17.5g、48%水酸化ナトリウム水溶液5.5g、ならびに脱イオン水399gを仕込み、70〜80℃に加熱し、ホモミキサー(特殊機化工業(株)製)で予備分散させた後、次いで、同温度にて40MPaの条件下に高圧ホモジナイザー(APV、GAULIN社製)に2回通して強制分散させた。その後、25℃まで冷却し、水で希釈して固形分濃度40%の表面サイズ剤を得た。また、別途、乳化前の脱イオン水の仕込み量を変更した以外は同様にして固形分濃度20%の表面サイズ剤を得た。前者を高濃度における貯蔵安定性の評価に使用し、後者を低濃度における貯蔵安定性の評価にそれぞれ使用した。得られたエマルジョン型表面サイズ剤の製造直後における25℃の粘度を225mlのマヨネーズ瓶にサンプルを入れ、B型粘度計を使用して測定した。結果を表1に示す。
成分(A)については種類と使用量を、(B)〜(D)成分およびアニオン性分散剤については、使用量のみを表3のように変更した他は実施例1と同様にして、それぞれ固形分濃度40%と、20%のエマルジョン型表面サイズ剤を得た。得られたエマルジョン型表面サイズ剤の25℃の粘度を実施例1と同様に測定した。結果を表1に示す。ただし、比較例7および8の固形分濃度40%のものは、高粘度のクリーム状となったため、測定不能であった。
上記実施例および比較例1〜3において得られた、高濃度(40%)および低濃度(20%)の各エマルジョン型表面サイズ剤をそれぞれ用いて、以下の評価方法により貯蔵安定性を評価した。その結果を表2に示す。
評価方法
225mlのマヨネーズ瓶にサンプルを入れ、30℃で1ヵ月保存した後の粘度(B型粘度計:25℃)を測定した。
市販の酸化澱粉(王子エースA 王子コーンスターチ社製)を固形分濃度15%として90℃で糊化を行い、これを用いて固形分濃度で酸化澱粉4%、実施例および比較例で調製したエマルジョン型表面サイズ剤を固形分濃度0.2%含有する塗工液を調製し、350メッシュの金網でろ過した。この塗工液250gを40℃に調整し、容量1250mlの家庭用ミキサーに入れて1分間攪拌処理後した。その後、350メッシュ金網でろ過し、金網に残った粕を乾燥させた後、秤量して、粕発生率(%)を下式により算出した。
粕発生率(%)={粕(g)/塗工液250g×0.002}×100
なお、固形分濃度40%のものが得られなかった比較例7および比較例8は、固形分濃度20%のもののみ試験を行った。
市販の酸化澱粉(王子エースA 王子コーンスターチ(株)製)を固形分濃度15%として90℃で糊化を行い、これを用いて固形分濃度で酸化澱粉4%、実施例および比較例で調製したエマルジョン型表面サイズ剤を固形分濃度0.03%含有する塗工液を調製した。得られた塗工液を、未塗工の中性上質原紙(坪量80g/m2)にサイズプレス機にて塗工し、105℃の回転式ドラムドライヤーに1分間通して乾燥した。乾燥後、23℃、RH50%の条件に24時間調湿した後、得られた塗工紙をJIS P−8122に準拠して、ステキヒトサイズ度(秒)を測定した。数値が大きいほど良好なサイズ度を表す。
なお、サイズ性能の評価に使用した、各実施例および比較例のエマルジョン型サイズ剤は、固形分濃度40%のものを使用し、固形分濃度40%のものが得られなかった比較例7および比較例8のみ、固形分濃度20%のものを使用した。
Claims (5)
- (メタ)アクリルアミド(a1)30〜90重量%、スルホン酸基含有不飽和単量体(a2−1)を含むアニオン性不飽和単量体(a2)5〜50重量%、および置換基の炭素数が6〜12である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(a3)5〜50重量%からなる単量体成分(a)(ただし、カチオン性モノマーおよび架橋性モノマーを含まない)を共重合させて得られる水溶性ポリマー(A)、アルキルケテンダイマー(B)、トリメリット酸トリアルキルエステル(C)および水溶性アルミニウム化合物(D)を含有する製紙用エマルジョン型表面サイズ剤。
- (a3)成分として、置換基に脂環構造を有する単量体(a3−1)を含有する請求項1記載の製紙用表面サイズ剤。
- (B)成分100重量部に対して(A)成分が2〜100重量部である、請求項1または2に記載の製紙用エマルジョン型表面サイズ剤。
- さらに、アニオン性分散剤を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の製紙用エマルジョン型表面サイズ剤。
- 請求項1〜4のいずれか記載の製紙用エマルジョン型表面サイズ剤および澱粉類を含有する製紙用表面塗工液。
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