JPH0450395A

JPH0450395A - 製紙用添加剤

Info

Publication number: JPH0450395A
Application number: JP15157090A
Authority: JP
Inventors: Ken Hashimoto; 橋本　建; Kimihiko Goto; 公彦後藤; Masahide Taniguchi; 谷口　正秀
Original assignee: Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Priority date: 1990-06-12
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1992-02-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は製紙用添加剤に関し、更に詳しくは紙の乾燥時
の引張り強度、内部強度などの諸強度ばかりでなく、引
裂き強度についても充分満足できる成績を上げることが
できる製紙用添加剤に係る。

［従来の技術］製紙工程に於いては紙質を改善する目的で、従来から各
種の製紙用添加剤が使用されている。澱粉や変性澱粉な
どの水溶性天然高分子物質、ポリアクリルアミド及びそ
の誘導体、ポリアミドポリアミン−エピクロルヒドリン
樹脂、メラミン及び尿素ホルム−アルデヒド樹脂、その
他の各種水溶性合成高分子物質がその例である。

澱粉系添加剤は安価であるが、使用量当りの紙力増強効
果が貧弱であるため、多量に使用しなければならず、し
かも、使用前に蒸煮溶解する必要があるため、最近では
作業性の面から合成高分子系の添加剤が好んで使用され
ている。

合成高分子系添加剤の代表的なものは、ポリアクリルア
ミドであって、アニオン変性、カチオン変性あるいは両
性に変性されたポリアクリルアミド系添加剤が使用され
ている。ポリアクリルアミド系添加剤は、乾燥紙力増強
剤として優れた性能を有している反面、高価であるため
にその使用には経済的制約がある。ポリアミドポリアミ
ン−エピクロルヒドリン樹脂、メラミン及び尿素ホルム
アルデヒド樹脂などは、乾燥時及び湿潤時の紙力増強に
効果がある。

アクリルアミド系添加剤と澱粉系添加剤のそれぞれの特
性を兼備した添加剤も当業界では知られている。例えば
、特公昭３ｇ−１７０５１号には、水分散性多糖類の存
在下で不飽和アミドと不飽和カルボン酸を重合してなる
製紙用添加剤が教示され、また特公昭５０−１２４８１
号には、水溶性多糖類、水分散性多糖類及びその誘導体
の少なくとも一種の存在下に、アクリルアミドと不飽和
カルボン酸とを重合させたグラフト澱粉重合体と、アク
リルアミドが主要単量体成分である特定な共重合体との
混合物で構成される紙力増強剤が教示されている。この
ほか、本発明者らの発明に係る特願昭６２−４７０７８
号、特願昭６３−１７０８３８号には、上記したものと
は別種のグラフト澱粉重合物か、製紙用添加剤として提
案されている［発明が解決しようとする課題］紙には一般の諸強度が要求されることはもちろんである
が、引裂き強度も紙の重要な要件であって、例えばクラ
フト紙、クラフト粘着テープ等に使用される紙には、特
に強い引張り強度、内部強度等の諸強度が要求されるこ
とに加えて、引裂き強度が要求される。

上記したアクリルアミド系紙力増強剤は、紙の乾燥時の
引張り強度、内部強度等の諸強度を向上させるのに有効
であるが、引裂き強度を低下させる欠点がある。一方、
澱粉系紙力増強剤は、アクリルアミド系紙力増強剤はど
引裂き強度を低下させないものの、一般の諸強度を増大
させる効果に乏しいため、多量に使用しなければならな
い難点がある。また、ポリアミドポリアミン−エピクロ
ルヒドリン樹脂、メラミン及び尿素ホルムアルデヒド樹
脂などは、引裂き強度を低下させる欠点に加えて、損紙
の離解を困難にする欠点がある。

これに対して、前記した特願昭８３−１７０８３８号の
発明で本発明者らが先に提案した製紙用添加剤は、紙の
一般の諸強度を向上させ、しかも引裂強度を低下させる
度合が少ない。しかし、一般諸強度と引裂き強度を同時
に満足させるには、未だ改良の余地を残している。

本発明の目的は乾燥時の引張り強度、内部強度等の一般
諸強度については勿論、引裂き強度の点でも充分満足で
きる紙の製造を可能にする新しい製紙用添加剤を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段〕本発明者らはグラフト澱粉重合体系製紙用添加剤の改良
を１指して鋭意研究を重ねた結果、陽イオン性澱粉を含
有する水溶液中に於いて、特定なビニル単量体をグラフ
ト重合させて得られる重合物が、所期の目的を叶える製
紙用添加剤となることを見出した。

すなわち、本発明に係る製紙用添加剤は、陽イオン性澱
粉を含有する水溶液中に於いて、（Ａ）（メタ）アクリ
ルアミド（Ｂ）α、β−不飽和カルボン酸及び／又はその塩（Ｃ）ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートからな
る単量体混合物を重合して得られるグラフト重合物を、
有効成分として含有することを特徴とする特に、陽イオン性澱粉２０〜８０重量部を含有する水溶
液中に於いて、（Ａ）（メタ）アクリルアミド　　４０〜９６モル％（
Ｂ）α、β−不飽和カルボン酸及び／又はその塩　２〜４０モル％（Ｃ）ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート　２〜２０モル％からなる単量体
混合物８０〜２０重量部を重合して得られるグラフト重
合物が有効成分である場合には、当該製紙用添加剤を原
料バルブスラリーに添加して常法とおり抄紙、乾燥する
ことにより、成紙の一般諸強度及び引裂き強度を高いレ
ベルで安定に保持することができる。

本発明に於いて、陽イオン性澱粉とは、例えばトウモロ
コシ、小麦、馬鈴薯、米、タピオカ等の澱粉に、第１級
、第２級、第３級の各アミノ基及び第４級アンモニウム
基からなる群から選ばれる少なくとも１種の塩基性窒素
含有させたものをいつ。

塩基性窒素の含有量は０．３重量％以上であれることか
好ましく、塩基性窒素としては第４級アンモニウム基が
最も好ましく、澱粉としてはタピオカ澱粉が最も好まし
い。

陽イオン性澱粉を９０〜１００℃でクツキングして得ら
れる粘度２０〜２００センチポイズ（ＢＬ型粘度計／２
５℃／１０％水溶液）の澱粉水溶液は、本発明のグラフ
ト澱粉重合物を得る際に使用する陽イオン性澱粉含有水
溶液として最適である。

α、β−不飽和カルボン酸としては、（メタ）アクリル
酸、イタコン酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマー
ル酸、シトラコン酸等が使用可能であり、なかでも（メ
タ）アクリル酸が好ましい。

また、上記カルボン酸の塩としては、ナトリウム塩、カ
リウム塩等のアルカリ金属塩及びアンモニウム塩が使用
可能である。

ヒドロキシ（メタ）アクリレートとしては、ヒドロキシ
メチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ
）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレー
ト、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等が使用
できる。

重合開始剤としては、過酸化水素、過硫酸アンモニウム
、過酸化カリ、アンモニウムハイドロパーオキサイドな
どの過酸化物、あるいはこれらの過酸化物と還元剤との
組合せからなる任意のレドックス開始剤、さらには２，
２°−アゾビス（アミノプロパン）塩酸塩のような水溶
性アゾ系開始剤等を使用することができる。

本発明の製紙用添加剤は、固形分濃度約１０〜２０重量
％の水性分散液の形で通常製造されるが、これを製紙に
使用するに際しては、固形分換算でパルプ乾燥重量の０
．０１〜５％、好ましくは０．１〜３％に相当する添加
剤を、原料パルプスラリーに添加し、常法通り抄紙、乾
燥することにより、引張り強度、内部強度等の一般諸強
度並びに引裂き強度に優れた紙を得ることができる。

このような優れた結果が得られることについての作用機
構は、現在のところ必ずしも充分に解明されていない。

しかし、上記陽イオン性澱粉のカチオン基とα、β−不
飽和カルボン酸のアニオン基とのバランスに加えて、ヒ
ドロキシ（メタ）アクリレートの水酸基が導入されるこ
とによりて、本発明のグラフト重合物がパルプ繊維に強
く吸着され、しかも硫酸バンドとの反応性を備えている
ためと推定される。

以下本発明に係る製紙用添加剤の調製例と、その添加剤
を用いた製紙の実施例について説明するが、これらは本
発明の技術的範囲を限定するものではない。

調製例１９０〜１００℃でクツキングした濃度２０％の陽イオン
性タピオカ澱粉（窒素含有量０．４２％／濃度ｌＯ％／
粘度６２ｃｐｓ於２５℃）水溶液６７．５ｇに、４０％
濃度のアクリルアミド（ＡＡＭ）６５ｇ　　、濃度８０
％のアクリル酸（Ａ＾）　３．８８ｇ及び水１３９ｇの
混合物を、１０％苛性カリ溶液を用いてｐＨ５，０に調
整する。これに２−ヒドロキシエチルアクリレート（Ｈ
ＥＡ）２．５ｇを加える。

次に温度５０℃で２％過過硫酸アンシンＡＰＳ）水溶液
５１及び２％重亜硫酸ソーダ（ＳＢＳ）水溶液５１を添
加して温度６０〜７０℃で３時間反応させた。しかる後
、追加水３０ｇを添加して表１に示す両性グラフト重合
物を得た。

調製例２処方を次のように変更した以外は調製例１と同様にして
表１に示すグラフト澱粉重合物を得た。

濃度２０％陽イオン性タピオカ澱粉　　１４９．０ｇ（
窒素含有量０．４２％／濃度ｌＯ％粘度７５ｃｐｓ於２５℃）４０％ＡＡＭ８０％ＡＡ水ＨＥＡ４８．８ｇ７．０ｇ１３７．０ｇ４．６ｇ２％ＡＰＳ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　５ｍ１２％ＳＢ５　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　５ｇ＋１追加水　　　　　　　　　　　　
　　　４５．０ｇ調製例３処方を次のように変更した以外は調製例１と同様にして
表１に示すグラフト澱粉重合物を得た。

濃度２０％陽イオン性タピオカ澱粉　　１８５．０ｇ（
窒素含有量０．４１％／濃度１０％粘度５０ｃｐｓ於２５℃）４０％ＡＡＭ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
１５゜０ｇ８０％Ａ　Ａ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　４．１ｇ水　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　７２．０ｇＨＥ　Ａ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　２．６ｇ２％Ａ　Ｐ　
Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１ｌ
ｌｓ１２％Ｓ　Ｂ　Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　６ｍｌ追加水　　　　　　　　　　　　
　　　２５．０ｇ調製例４処方を次のように変更した以外は調製例１と同様にして
表１に示すグラフト澱粉重合物を得た。

濃度２０％陽イオン性タピオカ澱粉　　１４９．０ｇ（
窒素含有Ｍ　Ｏ，４２％／ａ度１０％粘度６４ｃｐｓ於
２５℃）４０％ＡＡＭ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
６１．７ｇ８０％ＡＡ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　３．７ｇ水　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　１３５．０ｇＨＥ　Ａ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　２．４ｇ２％ＡＰ８　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　５ｍ２％Ｓ　Ｂ
　５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５ｍｌ
追加水　　　　　　　　　　　　　　４０．０ｇ調製例
５処方を次のように変更した以外は調製例１と同様にして
表１に示すグラフト澱粉重合物を得た。

濃度２０％陽イオン性タピオカ澱粉　　１４９゜Ｏｇ（
窒素含有量０．４１％／濃度１０％粘度５０ｃｐｓ於２５℃）４０％ＡＡＭ８０％ＡＡ水ＥＡ５１．３ｇ３．５ｇ１４１．０ｇ６．７ｇ２％ＡＰＳ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　５ｍ１２％Ｓ　Ｂ　Ｓ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　５ｅ＋１追加水　　　　　　　　　　　
　　　４０．０ｇ調製例６処方を次のように変更した以外は調製例１と同様にして
表１に示すグラフト澱粉重合物を得た。

濃度２０％陽イオン性タピオカ澱粉　　１４９．０ｇ（
窒素含有量０．４２％／濃度１０％粘度７５ｅｐｓ於２５℃）４０％ＡＡＭ８０％ＡＡ水ＰＡ２％ＡＰＳ２％ＳＢＳ追加水調製例７処方を次のように変更した以外は調製例１と同様にして
表１に示すグラフト澱粉重合物を得た。

６０．８ｇ３．６ｇ１３４．０ｇ２．６ｇ４０．０ｇ濃度２０％陽イオン性タピオカ澱粉　　１４０．０ｇ（
窒素含有量０．４２％／濃度１０％粘度７５ｃｐｓ於２５℃）４０％ＡＡＭ６２．５ｇ８０％Ａ　Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　３．５ｇ水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　８４．０ｇ２％ＡＰＳ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　４ｆｆ１１２％Ｓ　Ｂ　Ｓ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　４ｍｌ追加水　　　
　　　　　　　　　　　９０．０ｇ調製例８処方を次のように変更した以外は調製例１と同様にして
表１に示すグラフト澱粉重合物を得た。

濃度２０％陽イオン性タピオカ澱粉　　１４０．０ｇ（
窒素含有量０．４２％／濃度１０％粘度７５ｃｐｓ於２５℃）４０％ＡＡＭ８０％ＡＡ水２％ＡＰＳ２％５ＢＳ２１．０ｇ４．５ｇ７０．０ｇｍ追加水　　　　　　　　　　　　　　　２６．０ｇ実施
例１〜６Ｎ　−Ｕ　Ｋ　Ｐ　（Ｃ，Ｓ、Ｐ、５６０ｍ１）のパル
プスラリーに、調製例１〜６で得られたグラフト重合物
を、対パルプ乾燥重量基準で０．５％添加、次いで、硫
酸バンドを同じく対バルブ乾燥重量基準で２％添加して
充分混合した。得られた各々の調成済みバルブスラリー
をＴＡＰＰＩスタンダードシートマシンにより、坪量７
５ｇ／ｒｒＦ相当の紙を抄き、３．５　Ｋｇ／ばて５分
間プレスした後、１０５℃で２分間乾燥した。

こうして得られた各々の手抄紙を調湿した後、紙質試験
に供して表２に示す結果を得た。

比較例１〜２及び参考例（イ）（ロ）実施例１〜６で使用したグラフト重合物に代えて、調製
例７〜８で得たグラフト重合物使用するか、あルイｌ、
ｉＡＭＹＬＯＰＡＸ　１５　　（ＡＶＥＢＥ社製／陽イ
オン性澱粉又はスターガムＡ−１５（星光化学工業■製
／濃度１５％アニオン性紙力増強剤）を使用した以外は
上記の実施例と同様な操作を行って手抄紙を得た。これ
らの手抄紙についても実施例と同様な紙質試験を行った
。試験結果を表２に併記する。

紙質試験方法は次の通りである。

裂断長（Ｋｍ）：ＪＩＳ　　Ｐ−８１１３引裂き強度　
　：ＪＩＳ　　Ｐ−８１１６層内強度紙バルブ技術協会編ｒ紙パルプの種類とその試験法」　
（改訂凹版）２４８頁、紙の剥離強さ、「引張り強さ試
験機による測定法」に準拠。

（以下余白）［発明の効果］本発明のグラフト重合物を有効成分とする製紙用添加剤
は、これを製紙用原料バルブスラリーに添加して常法通
り抄紙、乾燥すれば、乾燥時の引張り強度や内部強度等
の一船釣諸強度ばかりでなく、引裂き強度にも優れた紙
を得ることができる。

そして、本発明の添加剤を使用して得られる紙は、容易
に離解できるという特長も備えている。

手続補正書（自発）平成２年７月１１日

Claims

【特許請求の範囲】１　陽イオン性澱粉を含有する水溶液中に於いて、（Ａ
）（メタ）アクリルアミド（Ｂ）α，β−不飽和カルボン酸及び／又はその塩（Ｃ）ヒドロキシ（メタ）アクリレートよりなる単量体混合物を重合して得られるグラフト重合
物を有効成分とする製紙用添加剤。２　前記グラフト重合物が陽イオン性澱粉２０〜８０重
量部を含有する水溶液中に於いて単量体混合物２０〜８
０重量部を重合して得た請求項１記載の製紙用添加剤。３　前記単量体混合物が（メタ）アクリルアミド４０〜
９６モル％、α，β−不飽和カルボン酸及び／又はその
塩２〜４０モル％、ヒドロキシ（メタ）アクリレート２
〜２０モル％で構成される請求項１又は２記載の製紙用
添加剤。