JPH0434097A

JPH0434097A - カチオン性高分子エマルジョン型サイズ剤

Info

Publication number: JPH0434097A
Application number: JP13902690A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yokoya; 賢治横谷; Shinichiro Tanimoto; 晋一郎谷本
Original assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Current assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1992-02-05
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JP2951692B2

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、カチオン性高分子エマルジョン型サイズ剤に
関する。

（従来の技術）従来より、スチレン類または（メタ）アクリル酸アルキ
ルエステルとカチオン性単量体との水溶性共重合体はサ
イズ剤として使用しうることは周知であるが、該サイズ
剤はサイズ効果が低いためほとんど実用化されていない
。これらのうちで実用に供されているものとして、スチ
レン類と（メタ）アクリル酸Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエ
チルエステルとの共重合体のエビハロヒドリン変性物が
ある。水溶性重合体である該変性物は、いわゆる反応性
サイズ剤と呼称されており、そのカチオン性、セルロー
スとの反応性、熱硬化性の点で特徴を有するサイズ剤で
あるとされている。しかし、該変性物といえどもサイズ
効果の点では充分ではなく、更にはその架橋性に起因し
て、得られる紙の再難解性が劣るという重大な問題があ
る。

通常、サイズ剤のサイズ効果はサイズ剤自体の親水性と
負の相関を有することが経験的に認識されており、その
ため従来より前記反応性水溶性サイズ剤のサイズ効果を
改良すべく、水溶性付与基であるカチオン性基の導入量
を低減させる方法につき種々提案されている。

（発明が解決しようとする課題）本発明者らは、上記の如き実状に鑑み、サイズ効果が良
好であり、しかも良好な離解性を成紙に付与しつるカチ
オン性高分子エマルジョン型サイズ剤を開発することを
目的とした。

（課題を解決するための手段）本発明者らは前記課題に鑑みて、鋭意検討を行なった結
果、特定の構成単量体および特定の重合方法から得られ
るカチオン性高分子エマルジョンを有効成分として使用
することにより、本発明目的を悉く達成しうることを見
い出した。本発明はこの新しい知見に基づいて完成され
たものである。

すなわち本発明は、（ａ）スチレン類　５０〜９８．５モル％（ｂ）（メタ
）アクリル酸Ｎ、Ｎ−ジアルキルアミノアルキルエステ
ルまたはその塩０．１〜９．９モル％（ｃ）（メタ）アクリル酸Ｎ、Ｎ−ジアルキルアミノア
ルキルエステルの非架橋型４級化物０．１〜１０モル％（ｄ）（メタ）アクリル酸アルキルエステル０〜４８．
５モル％、かつｆｂ）とｆｃ）の合計量が１．５〜１０モル％であ
る構成単量体からなる、溶液重合または塊状重合により
得られる共重合体に水を添加することにより得られるカ
チオン性高分子エマルジョンを有効成分として含有する
ことを特徴とするカチオン性高分子エマルジョン型サイ
ズ剤に係る。

本発明の構成単量体のうち、スチレン類（以下、千ツマ
−ｆａｉ　という）としては、スチレン、ａ−メチルス
チレン、ビニルトルエンなどが挙げられる。

本明細書においては（メタ）アクリル酸Ｎ、Ｎジアルキ
ルアミノアルキルエステル（以下、モノマーｆｂ）　と
いう）とは、アクリル酸Ｎ、Ｎ−ジアルキルアミノアル
キルエステルおよび／またはメタクリル酸Ｎ、Ｎ−ジア
ルキルアミノアルキルエステルを意味するものとする。

モノマー１ｂ）の具体例としては、（メタ）アクリル酸
Ｎ、Ｎ’−ジメチルアミノメチルエステル、（メタ）ア
クリル酸Ｎ、Ｎジメチルアミノエチルエステル、（メタ
）アクリル酸Ｎ、Ｎ−ジメチルアミンプロピルエステル
、（メタ）アクリル醋Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノメチルエ
ステル、（メタ）アクリル１！ＩＮ、Ｎ−ジエチルアミ
ノエチルエステル、（メタ）アクリル酸Ｎ、Ｎ’−ジエ
チルアミノプロビルエステルなどが挙げられ、これらは
１種または２種以上で用いられる。

（メタ）アクリル酸Ｎ、Ｎ−ジアルキルアミノアルキル
エステルの非架橋型４級化物（以下、モノマー（ｃ）と
いう）としては、上記モノマー（ｂ）を特定の４級化剤
で４級化してなる各種のものが該当する。ここに、特定
の４級化剤とは、エビハロヒドリン基を有しない４級化
剤をいい、例えばジメチル硫酸、メチルクロリド、メチ
ルプロミド、アリルクロリド、ベンジルクロリド、プロ
ピレンオキシドなどを例示でき、これらは１種または２
種以上で用いられる。本発明において、エビハロヒドリ
ン基を有しない４級化剤の使用に限定したのは、得られ
る成紙の再離解性を考慮したためであり、エピクロルヒ
ドリンなどのエビハロヒドリン基を有する４級化剤を用
いてなるカチオン性高分子エマルジョンサイズ剤を使用
した場合には、再離解性の良好な成紙を到底得ることが
できないからである。なお、４級化は前記モノマーの段
階で行いつるのはもちろんのこと、公知の手段により共
重合体の製造後にこれを行ってもよい。

本発明において、（メ′り）アクリル酸アルキルエステ
ルＣ以下、モノマーｆｄｌ　という）は、任意の構成単
量体として適宜使用しつるものである。

モノマーｆｄ）の具体例としては、メチル（メタ）アク
リレート、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、
ステアリル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。

前記各種の七ツマ−は、得られるカチオン性高分子エマ
ルジョンのサイズ剤としての諸性能の発現の程度を考慮
して適宜決定されねばならない。

かかる理由から、モノマー（ａ）の使用量は、金子ツマ
ー合計量に対し５０〜９８．５モル％、好ましくは６０
〜９０モル％とされる。モノマー（ｂ）　の使用量は０
．１〜９．９モル％、好ましくは１〜７モル％である。

モノマー（ｃｌの使用量は０．１−１０モル％、好まし
くは０．５〜７モル％である。更に、本発明ではモノマ
ーｆｂ）とモノマーｆｃ）の使用合計量が１．５〜１０
モル％でなければならない。モノマーｆｄ）の使用量は
４８，５モル％以下、好ましくは３ｏモル％以下とされ
る。上記範囲外である場合には、いずれも得られるカチ
オン性重合体が所望のサイズ効果を発揮することができ
ない。

本発明サイズ剤の有効成分であるカチオン性高分子は、
前記モノマーｔａ）〜（ｃ）および必要によリモノマー
［ｄｌからなる混合単量体を、溶液重合または塊状重合
することにより容易に収得しつる。重合方法は特に制限
されず、従来公知の条件をそのまま採用することができ
る。溶液重合法における溶媒としては、イソプロピルア
ルコール、トルエン、ベンゼン、メチルイソブチルケト
ンなどを使用できる。

ついで、得られた共重合体であるカチオン性高分子に水
を所定量添加することによりカチオン性高分子エマルジ
ョンとすることができるが、該エマルジョン化に際して
は、溶液重合時の使用溶媒を必ずしも除去する必要はな
い。カチオン性高分子エマルジョンの固形分濃度は特に
制限はされないが、通常は２０〜４０％程度とされ、適
宜使用に当たって希釈することができるのはもとよりで
ある。

本発明サイズ剤の有効成分たるカチオン性高分子として
は、水を添加するという操作だけで安定なエマルジョン
となるものでなければならず、従って分散剤を用いて初
めてエマルジョン化するもの、あるいは水を添加するこ
とにより水溶液となるものであってはならない。安定な
エマルジョンとなって初めて、セルロースへの歩留りが
良好となり、成紙に優れたサイズ効果を付与できるから
である。なお、本発明のサイズ剤は、適宜に消泡剤など
の添加剤、他の公知のサイズ剤などを併用しても良い。

また本発明のサイズ剤は、紙、板紙、木質繊維板などに
サイズ剤固形分換算で０．０１〜５重量２程度、塗布ま
たは含浸させることにより、表面サイズ剤として使用す
ることも可能である。

（実施例）以下、実施例および比較例をあげて本発明方法を更に具
体的に説明するが、本発明はかかる実施例に限定される
ものではない。

実施例１〜６攪拌器、冷却管及び温度制御装置を備えたＩＩ２の反応
容器に、下記第１表に示す組成のモノマ混合物２００ｇ
、イソプロピルアルコール６７ｇ及びアゾビスイソブチ
ロニトリル４ｇを仕込み、撹拌しながら８０℃まで昇温
させた。同温度で１２０分反応させた後、アゾビスイソ
ブチロニトリルｔｇを追加し、さらに２４０分反応を行
った。この後、酢酸２ｇを加え、３０分撹拌した後、８
００ｇの水を撹拌しつつゆっくりと滴下し、固形分２０
％、　ｐＨ４、粘度２０ｃｐｓ、粒子径０．１μのエマ
ルジョンを得た。

実施例７実施例１と同様の装置に、スチレン１１０ｇ　（６０モ
ル％）、アクリル酸ブチル６５ｇ（３０モル％）、メタ
クリル酸Ｎ、Ｎ−ジメチルアミンエチルエステル２５ｇ
（１０モル％）、イソプロピルアルコール６７ｇ及びア
ゾビスイソブチロニトリル４ｇを仕込み、撹拌しながら
８０℃まで昇温させた。１２０分反応させた後、アゾビ
スイソブチロニトリルＩｇを追加し、さらに２４０分反
応を行った。この後、ベンジルクロリド　１６ｇを加え
、４級化反応を８Ｄ℃にて１８０分行った。さらに酢酸
２ｇを加え、３０分撹拌した後、８２０ｇの水を攪拌し
つつゆっくりと滴下し、固形分２０％、ｐＨ４、粘度２
０ｃｐｓ　、粒子径０．１μのエマルジョンを得た。

比較例１実施例１と同様の装置に、スチレン１４０ｇ　（７８モ
ル％）、メタクリル酸Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルエ
ステル６０ｇ　（２２モル％）、イソプロピルアルコー
ル６７ｇ及びアゾビスイソブチロニトリル４ｇを仕込み
、撹拌しながら８０℃まで昇温させた。１２０分反応後
、アゾビスイソブチロニトリルＩｇを追加し、さらに２
４０分反応を行った。この後、酢１１！２３ｇを加え、
３０分攪拌した後、９６０ｇの水を撹拌しつつゆっくり
と滴下し水溶液とした。続いてエビクロロヒドリンを３
５ｇ加え、４級化を行い、固形分２０％、ｐＨ５、粘度
２０ｃｐｓの水溶性ポリマーを得た。

比較例２〜４実施例１と同様の装置に、第１表に示す組成のモノマー
混合物２００ｇ、イソプロピルアルコール６７ｇ及びア
ゾビスイソブチロニトリル４ｇを仕込み、攪拌しながら
８０℃まで昇温させた。１２０分反応させた後、アゾビ
スイソブチロニトリルＩｇを追加し、さらに２４０分反
応を行った。この後、８００ｇの水を撹拌しつつゆっく
りと滴下し、固形分２０％、ｐ）１４　、粘度２０ｃｐ
ｓ　、粒子径０．３μのエマルジョン（比較例２．３）
及び水滴性ポリマー（比較例４）を得た。

第１表メタクリル酸Ｎ、Ｎ−ン゛メチル７ミノエチルエステル
　　ＤＭ−ＢＺ；　　ＤＭのへ゛ンシ゛ルクロリト°変
性品　ＤＭ−ＥＣＨ，ＤＭ　　のエビクロロ（性能評価
）サイズ　としての評ｆｉｌ抄紙条件Ｌ−ＢＫＰ　（４５０ｍｌ　ｃｓｆ　）の濃度１％バル
ブスラリへ、炭酸カルシウム（対パルプ２０％）、硫酸
アルミニウム（対パルプ０．５％）、カチオン澱粉（対
パルプ０．５％）、前記各種サイズ剤（対パルプ０．３
％）、定着剤（対パルプロ、０２％）を順次添加し、Ｔ
ＡＰＰＩスタンダードシートマシンにて、坪量６０ｇ／
■２の条件で抄紙し、ドライヤーにより１００℃で１分
間乾燥することにより各種成紙を得た。

（２）サイズ効果ＪＩＳ　Ｐ　８１２２に準じた。

（３）再離解性上記各種成紙３ｇと濾紙３ｇを家庭用ミキサーにいれ、
ついで水６００ｇを加え、スクリューバネで３０００ｒ
ｐｓｓのシェアーをかけ離解状態を目視判定した。これ
らの結果は第２表に示す。

第２表第２表より、実施例に示す本発明のサイズ剤は、各種比
較例に示すサイズ剤と比べ、サイズ効果、再離解性とも
に大幅に優れた結果が得られている。

（発明の効果）本発明により、従来公知のカチオン性高分子サイズ剤に
比べて、サイズ効果および成紙の再難解性の点で顕著に
改良されたカチオン性高分子エマルジョンサイズ剤を提
供しつるという効果が奏される。

荒川化学工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】［１］（ａ）スチレン類５０〜９８．５モル％（ｂ）（
メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキルエ
ステルまたはその塩０．１〜９．９モル％（ｃ）（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ′−ジアルキルアミノ
アルキルエステルの非架橋型４級化物０．１〜１０モル％（ｄ）（メタ）アクリル酸アルキルエステル０〜４８．
５モル％、かつ（ｂ）と（ｃ）の合計量が１．５〜１０モル％であ
る構成単量体からなる、溶液重合または塊状重合により
得られる共重合体に水を添加することにより得られるカ
チオン性高分子エマルジョンを有効成分として含有する
ことを特徴とするカチオン性高分子エマルジョン型サイ
ズ剤。［２］前記構成単量体（ｃ）の使用量が３．５〜８．５
モル％である請求項１記載のエマルジョン型サイズ剤。