JP2622965B2

JP2622965B2 - 製紙用添加剤

Info

Publication number: JP2622965B2
Application number: JP62047078A
Authority: JP
Inventors: 建橋本; 公彦後藤; 正秀谷口
Original assignee: 星光化学工業株式会社
Priority date: 1987-03-02
Filing date: 1987-03-02
Publication date: 1997-06-25
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JPS63219696A

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、特に硫酸バンドの使
用の有無に拘らず高い紙力増強効果を有する新規な製紙
用添加剤に関する。

［従来の技術］従来、製紙工程に於いては、紙質を改善する目的で各
種の製紙用添加剤が使用されて来た。

澱粉系添加剤は、安価であるものの紙力増強効果が低
いため多量に添加する必要があり、抄紙工程での濾水性
の低下、スライムの発生、それらに伴う抄紙機の汚れ等
の外に使用直前に蒸煮溶解する必要があるなど、作業性
に欠点を有するため、最近は合成ポリマー系添加剤の使
用が主流となっている。

合成ポリマー系添加剤の代表的なものはポリアクリル
アミドであり、通常アニオン性、カチオン性或いは両性
に変性された各種の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優れた紙力
増強効果を有する反面、高価であるためその使用には経
済的制約がある。

近年、ポリアクリルアミド系添加剤の欠点を改良し、
アルキルケテンダイマー系サイズ剤のサイズ効果を低下
しない中性抄紙用の紙力増強剤が提案され（特開昭58−
41998号）、この紙力増強剤は、水溶性多糖類を溶存す
る水溶液中で、特定の重合性ビニル単量体混合物を重合
して得られるものである。

またポリアクリルアミド系紙力増強剤に代る陽イオン
性グラフト澱粉共重合体から成る乾燥強度向上用の紙力
増強剤の提案（特開昭61−211319号）がある。

［発明が解決しようとする問題点］上記提案の紙力増強剤は何れも硫酸バンドを使用しな
い中性抄紙工程に適用され、それぞれの目的に応じた効
果を有するものであるが、本発明者等の追試によれば特
開昭58−41998号に記載される紙力増強剤は、紙力増強
効果が不満足であり、一方特開昭61−211319号に記載さ
れる紙力増強剤は、硫酸バンドが併用添加される場合の
紙力増強効果が不充分であるという問題点を有するもの
である。

本発明は上記問題点を解消し、硫酸バンドの使用の有
無に拘らず、優れた紙力増強効果を発揮し得る新規な製
紙用添加剤を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］本発明者等は、上記問題点を解決するため鋭意研究の
結果、澱粉及び／又は変性澱粉の存在下に、特定のビニ
ル系単量体混合物を共重合せしめて得られる水性分散液
ないし水溶液が、格別に優れた紙力増強効果を有し、且
つその効果が硫酸バンドの使用の有無に拘らず安定して
発現されることを発見し、本発明を完成するに到ったも
のである。

即ち、本発明の製紙用添加剤は、（Ａ）澱粉及び／又は変性澱粉25〜60重量％に対して、（Ｂ）．カチオン性単量体であるジアルキルアミノア
ルキル（メタ）アクリルアミド ……２〜25モル％、．アニオン性単量体である（メタ）アクリル酸 ……２〜40モル％、．非イオン性単量体である（メタ）アクリルアミド ……35〜96モル％、の単量体成分のみから成る単量体混合物40〜75重量％、をグラフト共重合して得られるものから成ることを特徴
とするものである。

本発明に使用される澱粉及び／又は変性澱粉の具体例
としては、小麦、米、トウモロコシ、馬鈴薯、甘薯、タ
ピオカ等を原料とする各種の澱粉、及びそれらの変性物
例えば、陽イオン性澱粉、エーテル化澱粉、酸化澱粉、
酵素変性澱粉等を挙げることができ、それらの一種或い
は二種以上を使用することができる。特に陽イオン性澱
粉及び／又は酸化澱粉の使用が好ましい。

本発明に使用される（Ｂ）の単量体混合物の一成分で
あるジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミ
ドの具体例としては、ジメチルアミノエチル（メタ）ア
クリルアミド，ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリ
ルアミド，ジエチルアミノエチル（メタ）アクリルアミ
ド，ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド及
びそれらの酸塩或いは第４級アンモニウム塩等が例示で
き、それらの一種或いは二種以上を使用することができ
る。特にジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミ
ド及びその酸塩の使用が好ましい。

本発明の製紙用添加剤は、上記澱粉及び／又は変性澱
粉25〜60重量％を水中に分散せしめた後、加熱溶解して
得られる澱粉類水溶液中に、前記組成より成る単量体混
合物40〜75重量％を添加し、充分に撹拌混合した後、常
法に従って重合開始剤を加えて重合せしめることにより
得られるものである。かかる重合開始剤の具体例として
は、過酸化水素，過硫酸カリ，過硫酸アンモニウム，ア
ルキルハイドロパーオキサイド等の過酸化物，これらと
還元剤との組合せから成る任意のレドックス開始剤系及
び2,2′アゾビス（アミジノプロパン）塩酸塩のような
水溶性アゾ系開始剤等を挙げることができる。

上記に於ける（Ａ）澱粉及び／又は変性澱粉の使用量
が60重量％を越える場合及びそれに対応して（Ｂ）単量
体混合物の使用量が40重量％未満である場合には、安定
な製紙用添加剤を得ることが難しく、又紙力増強効果が
不充分となる。一方、澱粉及び／又は変性澱粉の使用量
が25重量％未満である場合及びそれに対応して（Ｂ）単
量体混合物の使用量が75重量％を越える場合には、添加
剤が高価なものとなり、工業的使用に際し経済的制約を
免れることができない。

一方、前記（Ｂ）単量体混合物の各組成に於いてジ
アルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドの使用
量が２モル％未満の場合には、紙力増強効果が不充分と
なり、また25モル％を越える場合には経済的に不利であ
るに加えて、製紙用添加剤の経時安定性が劣るという不
都合を生じる。一方、（メタ）アクリル酸の使用量が
２モル％未満である場合は、紙力増強効果が不充分で且
つ経時安定性が劣り、また40モル％を越える場合には、
紙力増強効果が不充分となる。

以上の通りの本発明の製紙用添加剤は、透明乃至半透
明或いは乳液状の外観を呈する安定な水溶液或いは水性
分散液であり、これを製紙工程に適用する場合は、適
宜、所望の濃度に稀釈してパルプスラリーに添加し、或
いは紙匹形成後の湿潤紙層又は乾燥紙の表面に塗布する
ことにより行うことができ、何れの場合にも充分な紙力
増強効果を発現し得るものである。

［作用］本発明の製紙用添加剤は澱粉及び／又は変性澱粉と特
定の単量体組成を有する両性重合体との複合体であり、
後段の実施例の記載からも明らかな様に、格別に優れた
紙力増強効果を有するものであるが、その作用機構につ
いては、本発明者等にあっても未だ充分に解明されてい
ない。

しかしながら、上記両性重合体の単量体組成に基づく
ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドの
陽イオン性基と（メタ）アクリル酸の陰イオン性基と
のバランスによって、本発明の製紙用添加剤がパルプ繊
維に対する高い吸着性と接着強度、硫酸バンドとの反応
性を有することによるものと推定される。

［実施例］以下本発明につき、実施例、比較例に基づき具体的に
説明する。

〈実施例１〉 90〜100℃でクッキングした10％濃度の市販の陽イオ
ン性澱粉（AMYLOFAX15 AVEBE社製）水溶液100g,40％濃
度のアクリルアミド水溶液41.3g,ジメチルアミノプロピ
ルアクリルアミド5.4g,アクリル酸1.7g,水70gの混合物
を10％硫酸溶液を用いてPH4.0に調整する。次に温度50
℃で２％過硫酸アンモニウム（APS）水溶液1cc,2％重亜
硫酸ソーダ（SBS）水溶液1ccを添加して温度60〜70℃で
３時間反応させ表１に示す重合体組成物よりなる本発明
の製紙用添加剤を得た。

〈実施例２〉 10％陽イオン性澱粉（AMYLOFAX15）水溶液150g,40％
アクリルアミド水溶液46.2g,ジメチルアミノプロピルア
クリルアミド3.61g,アクリル酸0.42g,水40g,2％APS水溶
液0.8cc,2％SBS水溶液0.8ccを用いて、その他は実施例
１同様にして重合を行い、表１に示す重合体組成物より
成る本発明の製紙用添加剤を得た。

〈実施例３〉 90〜100℃でクッキングした10％濃度の酸化澱粉（ア
ミコート＃800,松谷化学製）水溶液74g,40％アクリルア
ミド水溶液45.6g,ジメチルアミノプロピルアクリルアミ
ド3.57g,アクリル酸0.41g,水62g,2％APS水溶液1cc,2％S
BS水溶液1ccを用いて、その他は実施例１と同様にして
重合を行い表１に示す重合体組成物より成る本発明の製
紙用添加剤を得た。

〈比較例Ｉ〉 10％濃度陽イオン性澱粉（AMYLOFAX15）水溶液100g,4
0％アクリルアミド水溶液41.3g,ジメチルアミノエチル
メタクリレート5.4g,アクリル酸1.7g,水66gの混合物を1
0％硫酸溶液を用いてPH4.0に調整する。次に温度50℃で
２％APS水溶液1.4cc,2％SBS水溶液1.4ccを添加して温度
60〜70℃で３時間反応して表１に示す重合体組成物を得
た。

〈比較例II〉 10％陽イオン性澱粉（AMYLOFAX15）水溶液100g,40％
アクリルアミド水溶液47.5g,ジメチルアミノエチルメタ
クリレート4.6g,水64g,2％APS水溶液1.2cc,2％SBS水溶
液1.2ccを用いて、その他は比較例１と同様にして表１
に示す重合体組成物を得た。

〈比較例III〉 10％陽イオン性澱粉（AMYLOFAX15）水溶液100g,40％
アクリルアミド水溶液47.5g,ジメチルアミノプロピルア
クリルアミド4.2g,水73g,2％APS水溶液0.8cc,2％SBS水
溶液0.8ccを用いて、その他は比較例１と同様にして表
１に示す重合体組成物を得た。

〈試験例〉実施例１〜３で得た本発明の製紙用添加剤及び比較例
Ｉ〜IIIで調製した重合体組成物を紙力剤として使用し
その紙力効果の試験を行った。

〈手抄試験〉パルプＬ−BKP（CSF 400cc）を用いて、エスカロン＃
800（重カル）10重量％，紙力剤0.3重量％，ハーコンＷ
（市販アルキルケテンダイマー系サイズ剤デイックハ
ーキュレス社製）0.15重量％を添加してタッピスタンダ
ードシートマシンにより、坪量80g/m²相当の紙を抄き、
3.5Kg/cm²×５分間プレスし、105℃×２分間乾燥した。
得られた成紙について、IGT（紙の表面強度。なお、前
記特性は、印刷速度が増加するにしたがい、印刷インキ
によって紙の表面に働く力が増加し、ついには紙むけが
生じるが、その紙のむけ抵抗を示すものである。）、比
破裂強度、内部強度（I.B）を測定した。結果を表２に
示す。

〈手抄試験〉パルプＬ−BKP（CSF 400cc）を用いて、硫酸バンド1.
5重量％（PH4.5）紙力剤0.3重量％を添加して、タッピ
スタンダードシートマシンにより坪量60g/m²相当の紙に
抄き、3.5Kg/cm²×５分間プレスし、105℃×２分間乾燥
した。得られた成紙について裂断長、比破裂強度を測定
した。結果を表３に示す。

〈試験方法〉比破裂強さ JIS Ｐ−8112 裂断長（km） JIS Ｐ−8113 IGT（cm/sec） TAPPIスタンダード T499Su−64 IB（kg・cm） J,TAPPI紙パルプ試験方法No,18−ｍ［発明の効果］試験例の結果からも明らかなように、本発明の製紙用
添加剤は硫酸バンドの添加の有無に拘らず、非常に優れ
た紙力増強効果を有するものである。

従って、本発明の製紙用添加剤は、主として酸性条件
下で抄造されて来た板紙等の製造工程は勿論、近年益々
増加傾向にある中性乃至アルカリ性条件下で抄造される
中性紙の製造工程に対しても、極めて有利に適用するこ
とができ、強度の高い成紙を得ることができるもので、
製紙工程で使用する薬品コストの低減、原料パルプにお
ける再生古紙パルプ増加、抄紙排水処理の負荷の軽減等
を可能ならしめる高い工業的価値を有するものである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）澱粉及び／又は変性澱粉25〜60重量
％に対して、（Ｂ）．カチオン性単量体であるジアルキルアミノア
ルキル（メタ）アクリルアミド ……２〜25モル％、．アニオン性単量体である（メタ）アクリル酸 ……２〜40モル％、．非イオン性単量体である（メタ）アクリルアミド ……35〜96モル％、の単量体成分のみから成る単量体混合物40〜75重量％、をグラフト共重合して得られるものから成る製紙用添加
剤。
【請求項２】澱粉及び／又は変性澱粉が、陽イオン性澱
粉である特許請求の範囲第１項に記載の製紙用添加剤。
【請求項３】澱粉及び／又は変性澱粉が、酸化澱粉であ
る特許請求の範囲第１項に記載の製紙用添加剤。
【請求項４】ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリ
ルアミドが、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリル
アミドである特許請求の範囲第１項に記載の製紙用添加
剤。