(57)【要約】  本発明の実施態様は、カチオン性ラテックス、および、アニオン性ポリマーを含む添加剤系、加えて、本添加剤系を利用した製紙方法に関し、該方法は、全ての紙のグレードに有効であり、特に印刷やライティングに用いられるグレードに有効である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン性ラテックスとアニオン性ポリマーとの組み合わせを含む添加剤系であって、該カチオン性ラテックスは、アニオン性および／または非イオン性ラテックス粒子の表面に吸着させたカチオン性ポリマーを含む、上記添加剤系。
【請求項２】
前記カチオン性ポリマーは、ポリアミドアミン−エピハロヒドリン樹脂、カチオン性官能基を持つポリアクリルアミド、アクリルアミドに基づく架橋可能なポリマー、ポリアミン、ポリイミン、ジアリルジメチルアンモニウム塩化物のポリマーまたはコポリマー、および、ポリアミン、エピクロロヒドリン樹脂、ならびにそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の添加剤系。
【請求項３】
前記カチオン性ポリマーは、ポリアミドアミン−エピハロヒドリン樹脂、および、カチオン性官能基を持つポリアクリルアミドを含む、請求項１に記載の添加剤系。
【請求項４】
前記アニオン性ポリマーは、ホモポリマーまたはコポリマーである、請求項１に記載の添加剤系。
【請求項５】
前記コポリマーは、少なくとも１種のアニオン性単量体、および、少なくとも１種の非イオン性単量体を含む、請求項４に記載の添加剤系。
【請求項６】
前記アニオン性ポリマーは、少なくとも１種のアニオン性単量体を含む、請求項１に記載の添加剤系。
【請求項７】
前記少なくとも１種のアニオン性単量体は、アクリル酸の遊離酸および塩、ならびにそれらの組み合わせ、スチレンスルホナート、マレイン酸、イタコン酸、メタクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸、アクリルアミドグリコール酸、ならびにそれらの組み合わせを含む、請求項６に記載の添加剤系。
【請求項８】
前記少なくとも１種の非イオン性単量体は、アクリルアミド、メタクリルアミドＮ−アルキルアクリルアミド；Ｎ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミド；アクリル酸メチル；メタクリル酸メチルアクリロニトリル；Ｎ−ビニルメチルアセトアミド；Ｎ−ビニルメチルホルムアミド；酢酸ビニル；Ｎ−ビニルピロリドン、アクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキル、アルキルアクリルアミド（ａｃｒｙａｍｉｄｅ）、アルキルメタクリルアミド、および、アルコキシル化されたアクリラートおよびメタクリラート、ならびに、アルキルポリエチレングリコールメタクリラートを含む、請求項５に記載の添加剤系。
【請求項９】
前記少なくとも１種のアニオン性単量体がアクリル酸であり、前記少なくとも１種の非イオン性単量体がアクリルアミドである、請求項５に記載の添加剤系。
【請求項１０】
前記カチオン性ラテックスとアニオン性ポリマーとは、約０．０３：１〜約１０：１の範囲の比率である、請求項１に記載の添加剤系。
【請求項１１】
前記カチオン性ラテックスとアニオン性ポリマーとは、約０．０５：１〜約４：１の範囲の比率である、請求項１０に記載の添加剤系。
【請求項１２】
前記カチオン性ラテックスとアニオン性ポリマーとは、約１：１〜約３：１の比率である、請求項１１に記載の添加剤系。
【請求項１３】
前記カチオン性ラテックスとアニオン性ポリマーとは、約１：１〜約２：１の比率である、請求項１２に記載の添加剤系。
【請求項１４】
（ａ）セルロース系繊維の水性スラリーを製造すること；および、
（ｂ）請求項１に記載の添加剤系を添加すること、
を含み、ここで（ｂ）は：
（ｉ）該水性スラリーにカチオン性ラテックスを添加すること、および、
（ｉｉ）該水性スラリーにアニオン性ポリマーを添加すること、
を含む、製紙方法。
【請求項１５】
（ｃ）紙シートを形成すること、
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記添加剤系は、約５ポンド／トン（パルプ）〜約１００ポンド／トン（乾燥した紙）の範囲の量で前記水性スラリーに添加される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記添加剤系は、約１５ポンド／トン（パルプ）〜約５０ポンド／トン（乾燥した紙）の範囲の量で前記水性スラリーに添加される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記添加剤系は、約２０ポンド／トン（パルプ）〜約４０ポンド／トン（乾燥した紙）の範囲の量で前記水性スラリーに添加される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記水性スラリーは、填料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記填料は、無機物質の組成物を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記無機物質の組成物は、アルミナ、クレー、硫酸カルシウム、珪藻シリカ、ケイ酸塩、炭酸カルシウム、シリカ、アルミノケイ酸ナトリウム、タルク、および、二酸化チタンを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記填料は、前記水性スラリーの約５重量％〜約６０重量％の範囲の量で存在する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記填料は、約１５重量％〜約５０重量％の範囲の量で存在する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記填料は、水性スラリーの約２０重量％〜約４０重量％の量で存在する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記填料は、水性スラリーの約２５重量％〜約４０重量％の量で存在する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１に記載の添加剤系を含むセルロース繊維の水性スラリー。
【請求項２７】
填料をさらに含む、請求項２６に記載のセルロース繊維の水性スラリー。
【請求項２８】
請求項１４に記載の方法に従って製造された紙シート。
【請求項２９】
請求項１に記載の添加剤系を含む紙シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、添加剤系の実施態様、および、填料を含む添加剤系を用いる製紙方法、加えていかなる填料も用いない製紙方法の実施態様に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
パルプまたは木材パルプは、木材または他の植物原料の繊維を製紙に使用するために分離工程を行った結果生じる産物である。パルプ化とは、パルプの製造工程のことであり、化学的および／または機械的な手段を含む。
【０００３】
機械パルプ製造は、木材を望ましいサイズの繊維に細砕するために、グライディングまたは類似の物理的工程を利用する。機械的工程は、木材から特定の化学成分を選択的に除去するようには設計されていないため、材料の化学成分は変化しない。機械的工程の例としては、グライディング、例えば木材のストーングラインドやサーモメカニカルパルプ製造が挙げられる。
【０００４】
それに対して、化学的パルプ化は、セルロースの相対量を高めるための木材から原料の選択的な除去である。リグニンとは、繊維の結合材であり、ヘミセルロースやペクチンのような可溶性多糖類であるが、リグニンは、化学的パルプ化工程で除去される。化学的パルプ化工程の例としては、クラフト法や亜硫酸塩法が挙げられる。
【０００５】
加えて、化学的および機械的な手段を併用した多数のパルプ化工程があり、これらは化学機械処理と称される。このような工程としては、冷ソーダや亜硫酸水素ナトリウム法があり、これは機械的に叩解する前の木材の化学的前処理を含むが、木材を含まないパルプは得られない。
【０００６】
注目すべきことに、化学的パルプ化は機械的な作用を含むが、大きな違いは、特定の化学成分を選択的に除去する化学反応の主要な役割である。パルプ化の詳細な総論は、ＰＵＬＰ  ＡＮＤ  ＰＡＰＥＲ：Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第三版，Ｊ．Ｐ．Ｃａｓｅｙ編，ワイリー−インターサイエンス（Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ），ニューヨーク，１９８０，第１巻，１６１〜６３１頁に見出すことができる。
【０００７】
上述の工程は、得られた紙の特性に影響を与えるために機械的または化学的に処理されることもある。しかしながら、紙そのものも、様々な添加剤の使用によってその特性に影響を与えるように処理することができる。
【０００８】
紙は、１００％セルロース繊維で構成されることはあまりなく、特殊な性質を付与したり、および／または、全体的な製紙コストを減少させたりするための多数の添加剤を含むと予想される。このような物質は、有機性でもよいし、または無機性でもよい。さらにこのような物質は、水溶性、水膨潤性、水相溶性、または、水不溶性のいずれでもよい。
【０００９】
有機材料の例としては、これらに限定されないが、サイズ剤、例えばロジン、アルキルケテンダイマー、および、アルケニルコハク酸無水物；強度を付与する物質、例えばポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂、および、アクリルアミドのコポリマー；および、歩留および濾水性向上剤、例えばアクリルアミドのアニオン性またはカチオン性コポリマーが挙げられる。ある種のグレードの紙では、その他の添加剤、例えば色素および蛍光増白剤が用いられる。
【００１０】
無機材料としては、これらに限定されないが、無機物質の組成物、例えばアルミナ、クレー、硫酸カルシウム、珪藻シリカ、ケイ酸塩、炭酸カルシウム、シリカ、アルミノケイ酸ナトリウム、タルク、および、二酸化チタンが挙げられる。填料としては、無機材料が用いられることが多く、それにより、多くの填料のコストは繊維より低いため材料コストを減少させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
繊維の完成紙料への物質（例えば填料など）の添加は、ほとんどの場合において繊維の結合を減少させるために紙の強度を低下させる。紙にそれ特有の機械特性を提供するのは、形成後にシートを乾燥させると生じる繊維間の結合である。紙は、相当な量の繊維間の結合が存在しない限り製造できない。この繊維間結合がないと、紙は、何らかの力が加えられると崩壊するだろう。紙シートを乾燥させた当然の帰結として形成される繊維間の水素結合は、２つの繊維間の近接した物理的な接触に依存する。その他の材料、例えば填料、具体的には水不溶性であって不均一な物理的サイズを有する填料を添加すると、繊維間の接触が物理的に妨害されるため、繊維間の結合を防いだり、または結合の程度を限定することができる。粒子の数が増加するに従って、繊維間の結合の量も減少する。例えば、互いに付着させようとする２つの表面に関して言えば、表面間の接触面積が付着の強度を決定する。従って、表面間の接触面積が大きければ大きいほど、接着力が大きくなる。しかしながら、２つの表面間に砂のような粒子が存在する場合、２つの表面間の総体的な接触面積は小さくなり、それによって強度が減少する。
【００１２】
従って、填料の存在により、ある種の特性を高めることができる。また、填料の添加により、主要な構造的なパラメーター、例えば引張強度や剛性が減少する可能性があるため、このような不利な作用によってそれらの使用が限定されてきた。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明の要約
簡単に説明すれば、本発明の実施態様は、填料を含む紙を製造するための製紙方法における、添加剤系、加えてそれらの使用に関し、加えて、いかなる填料も含まない紙に関する。
【００１４】
本発明の実施態様のその他の工程、方法、特徴および利点は、当業者には当然であるか、または、以下の図の試験と詳細な説明から明らかになると思われる。このようなあらゆる追加の工程、方法、特徴および利点は本発明の説明に含まれ、本発明の範囲内であり、さらに添付の特許請求の範囲によって保護されることを目的とする。
【００１５】
詳細な説明
セルロース系繊維のシート、具体的には紙や板紙の製造は、典型的には：１）セルロース系繊維（また、パルプまたは木材パルプとも言う）の水性スラリーを製造すること、ここで、該スラリーは、無機鉱物からなる増量剤、または、顔料を含んでいてもよく；２）該スラリーを、ファブリックの移動式製紙用ワイヤー上に堆積させること；および、３）脱水して該スラリーの固形成分からシートを形成すること、を含む。それに続いて前述のシートをプレスし、シートを乾燥させ、さらに水を除去する。シートを形成する工程（工程３）の前に、スラリーに有機および無機化学物質が添加されることが多く、それによって、製紙工程のコストをより低くし、より迅速にし、および／または、最終的な紙製品に特定の特性を付与することができる。
【００１６】
本明細書で用いられる用語「紙」および「板紙」は、通常、本明細書において同等のものとみなし、典型的には、パルプおよびその他の材料の水性スラリーから製造されたセルロース繊維からなる不織のマットを意味する。この二つの用語の差は、典型的には、シートの厚さ、または重量に基づき、より厚い、または重いシートを、板紙またはボードと呼ぶ。紙シートの重量は、基本重量または坪量と呼ぶ。
【００１７】
本発明の実施態様は、製紙用の添加剤系（また本明細書では、「ＣＬ／ＡＰ系」とも言う）、および、製紙方法におけるその使用を対象とする；ここで、本添加剤系は、全ての紙のグレードに有効であり、好ましくは印刷やライティングに用いられるグレードに有効である。加えて、特に興味深いのは、フリーシートまたは上質紙のような紙のグレードであり、これは、細砕された繊維、または化学的にパルプ化された木材から誘導されたその他の繊維をまったく含まない製紙に用いられた木材パルプを意味する。
【００１８】
本発明の実施態様は、カチオン性ラテックスとアニオン性ポリマーとの組み合わせを含む添加剤系に関する。典型的には、カチオン性ラテックスおよびアニオン性ポリマーが製紙工程に溶液、分散液またはエマルジョンの形態で導入されるように、カチオン性ラテックスおよびアニオン性ポリマーはそれぞれは水性媒体に含まれる。
【００１９】
本発明のその他の実施態様は、本添加剤系の実施態様を含む紙シートを考慮する。
本発明のその他の実施態様は製紙方法であり、本方法は：
（ａ）セルロース系繊維の水性スラリーを製造すること；および、
（ｂ）添加剤系を添加すること、
を含み、ここで該添加は：
（ｉ）該水性スラリーにカチオン性ラテックスを添加すること、および、
（ｉｉ）該水性スラリーにアニオン性ポリマーを添加すること、
を含む。
【００２０】
本発明の実施態様は：
（ｃ）紙シートを形成すること、
をさらに含む上述の工程を考慮する。
【００２１】
一般的に、本発明の実施態様は、カチオン性ラテックスとアニオン性ポリマーとの組み合わせを使用することによって、高填料含有（１５重量％より多い）紙シートが、それより５０％程度少ない填料を含むシートの特性と同様の特性（例えば物理的、機械的および光学特性など）を示すようにすることができる。本発明の実施態様は、填料非含有紙で用いられることが多いが、填料が存在する場合は、それらの量は、最終的な紙シートの約５重量％〜約６０重量％の範囲、好ましくは約１５重量％〜約５０重量％の範囲、より好ましくは約２０重量％〜約４０重量％の範囲、最も好ましくは約２５重量％〜約４０重量％の範囲である。
【００２２】
一般的に、用語「ラテックス」は、水不溶性ポリマーの水性分散液を意味する。このようなポリマーは、単一種の単量体で構成されていてもよく、その場合は、ホモポリマーが得られ、または、２種またはそれ以上の異なる単量体で構成されていてもよく、その場合は、コポリマーが得られる。ラテックス材料は、典型的には、乳化重合法で製造され、ここで、不溶性の単量体は、典型的には界面活性剤を用いて、水中で直径約１０，０００ｎｍ未満の小さい粒子に乳化され、水溶性の開始剤を用いて重合される。得られた生成物は、微細な粒子（好ましくは直径が約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍ）のコロイド懸濁液である。ラテックスの用途としては、これらに限定されないが、接着剤、結合剤、コーティングでの使用、および、調節剤としての使用、さらに、その他の材料を固定するための支持体が挙げられる。ラテックスの化学に関する総論は、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第四版，ワイリー−インターサイエンス，ニューヨーク，１９９５，第１５巻，５１〜６８頁に見出すことができる。
【００２３】
ラテックス材料は、典型的には有効電荷を有するが、これは、材料の製造で用いられる界面活性剤およびその他の添加剤に起因することが多い。従って、乳化剤としてアニオン性界面活性剤を使用すると、アニオン性ラテックスが生成すると予想される。また、非イオン界面活性剤も使用可能であり、それによって、有効電荷が極めて小さいか、または、有効電荷を有さないラテックス粒子が生成する。電荷を有する官能基を含む単量体は、ラテックス粒子の総体的な電荷に寄与する可能性がある。本発明の実施態様に使用するためのラテックスは、典型的には、カチオン性ラテックス材料である；しかしながら、このような材料は、容易に利用可能ではない。それゆえに、カチオン性ラテックスを形成するために、アニオン性ラテックスまたは非イオン性ラテックスに改変を行うことが一般的である。しかしながら、本明細書で説明されている改変法が不必要である場合、予め作製されたカチオン性ラテックスを商業的に製造してもよいし、または、商業的に入手してもよい。
【００２４】
アニオン性または非イオン性ラテックスの改変または処理により、粒子間の反発または引力の程度を測る尺度であるゼータ電位に変化が起こる。これは、粒子表面にある電子電荷の有用な指標であり、コロイド懸濁液またはエマルジョンを予測したり、制御するのに用いることができる。ゼータ電位の絶対値が高いほど、懸濁液が安定である傾向がより高くなるが、これは、類似の電荷の反発が、ラテックス粒子が集合体する傾向を上回るためと予想される。ゼータ電位は、付着のような工程における制御パラメーターである。それゆえに、有効なカチオン電荷を有するラテックスが得られるように、アニオン性ラテックスまたは非イオン性ラテックスに改変を行うことが一般的である。有効なカチオン電荷は、セルロース繊維のアニオン性表面と親和性を示すために好ましい。ゼータ電位は、ゼータプラス（Ｚｅｔａ  Ｐｌｕｓ）ゼータ電位測定装置（ブルックヘブン・インスツルメント社（Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ），ホルツビル，ニューヨーク州）を用いて測定することもできる。例えば、エアープロダクツ・ポリマーズ（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，アレンタウン，ペンシルベニア州）によって生産された、エアーフレックス４５３０（Ａｉｒｆｌｅｘ  ４５３０）によれば、エチレン塩化ビニルラテックスのゼータ電位は、−３２．６ｍＶである。本明細書で説明されている方法によって、キメン５５７Ｈ（ＫＹＭＥＮＥ５５７Ｈ）樹脂（ハーキュリーズ社（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，Ｉｎｃ．，ウィルミントン，デラウェア州）より入手可能）を用いて、ポリマーとラテックスとの比率を１．６７：１として処理したところ、粒子のゼータ電位が、＋２９．７ｍＶに変化した。
【００２５】
元のラテックスがアニオン性または非イオン性である場合、カチオン電荷は、ラテックス粒子の表面に吸着されたカチオン性ポリマーを使用することによっても達成できる。このようなカチオン性ポリマーは水溶性であり、さらにカチオン性官能基を含み、ここで、好ましいカチオン性官能基の例は、環状の第四級の基である。このようなラテックスは、カチオン性ポリマーの添加によって改変されるが、その場合、カチオン性ポリマーはラテックス表面上に堆積し、それによってラテックス表面にカチオン性が付与される。従って、粒子の有効電荷は、米国特許第５，１６９，４４１号（Ｌａｕｚｏｎ）（この参照によりその全体を開示に含まれる）によって開示された方法と類似した方法で改変することができる。
【００２６】
改変を受けることができるアニオン性または非イオン性ラテックスの適切なラテックスは、標準的な方法論を用いて物理特性に基づき選択することができ、このような物理特性としては、安定性、レオロジー、熱的性質、膜形成および膜特性、界面反応性、および、基質付着が挙げられる。このような特性は、ラテックスの化学的、コロイド的および高分子特性によって決定される。コロイド的性質としては、粒度分布、粒子の形態、固体、ｐＨ、粘度、および、安定性が挙げられる。主要な化学的および物理特性、例えば分子量および分子量分布、単量体の化学構造、単量体の配列および分布、ならびに、ガラス転位温度は、典型的な特徴であり、当業界周知である。
【００２７】
市販のラテックスは、多種多様の単量体から誘導されており、このような単量体としては、これらに限定されないが、スチレン、ブタジエン、ジメチルスチレン、ビニルトルエン、クロロプレン、エチレン、プロピレン、ブテン、アクリルアミド、アクリロニトリル、アクロレイン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、アクリル酸ｎ−ブチル、塩化ビニリデン、ビニルエステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリル化ウレタン、アクリル酸ヒドロキシエチル、ジメチルアミノエチレンアクリラート、および、酢酸ビニルが挙げられる。ラテックス材料のその他の例としては、好ましくは、これらに限定されないが、ハロゲン化アルキルとハロゲン化アルケンとのコポリマー、例えば、ビニルまたはハロゲン化アリルとアルケンとのコポリマーが挙げられる。標準的な教本、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｍｏｒｒｉｓｏｎ  ａｎｄ  Ｂｏｙｄ，Ａｌｌｙｎ  ａｎｄ  Ｂａｃｏｎ，Ｉｎｃ．，１９７３で、典型的な材料が列挙されている。
【００２８】
好ましいカチオン性官能基の非限定的な例としては、アミン、第四アミン、エポキシアゼチジニウム、アルデヒドおよびそれらの誘導体、アクリルアミド塩基およびそれらの誘導体が挙げられ、より好ましくはアゼチジニウム、エポキシ、および、アルデヒドであり、最も好ましくはアゼチジニウム、および、エポキシである。その上、カチオン性官能基の組み合わせを利用してもよく、例えば、エポキシ、および、アゼチジニウム（例えば、キメン（Ｒ）７３６ポリアミン樹脂）である。
【００２９】
アニオン性または非イオン性ラテックスを改変するカチオン性ポリマーの非限定的な例としては、ポリアミドアミン−エピハロヒドリン樹脂、アクリルアミドに基づく架橋可能なポリマー、ポリアミン、および、ポリイミンが挙げられる。好ましいカチオン性ポリマーとしては、これらに限定されないが、ポリアミドアミン−エピハロヒドリン樹脂、例えば、ＫＥＩＭの米国特許第２，９２６，１１６号、および、２，９２６，１５４号で開示されたもの（これらは、参照によりその全体を本発明に含める）、ならびに、カチオン性官能基を持つポリ−アクリルアミド（ハーコボンド１０００（ＨＥＲＣＯＢＯＮＤ（Ｒ）１０００），ハーキュリーズ社（ウィルミントン，デラウェア州）製）、例えば、米国特許第５，５４３，４４６号で開示されたもの、および、クレーピング促進剤（ｃｒｅｐｉｎｇ  ａｉｄ）、例えば米国特許第５，３３８，８０７号（これらはそれぞれ、その全体を参照により本発明に含める）で開示されたＣＲＥＰＥＴＲＯＬ（Ｒ）Ａ３０２５が挙げられる。好ましいポリアミドアミン−エピハロヒドリン樹脂は、例えば、ＫＥＩＭの米国特許第２，９２６，１１６号、および、２，９２６，１５４号で開示されたものであり、これらはそれぞれ、その全体を参照により本発明に含める。また、好ましいポリアミドアミン−エピハロヒドリン樹脂は、ＢＯＷＥＲの、さらに同一出願人のハーキュリーズ社による米国特許第５，６１４，５９７号（これらは、参照によりその全体を本発明に含める）の教示に従って製造することもできる。その他の適切な材料としては、ＤＡＤＭＡＣとして知られているジアリルジメチルアンモニウム塩化物のポリマーまたはコポリマー、および、ポリアミン−エピクロロヒドリン樹脂、例えばジメチルアミンとエピクロロヒドリンのコポリマーが挙げられる。その上、様々なポリマーの組み合わせが、本発明の実施態様で使用可能である。
【００３０】
好ましい市販のポリアミドアミン−エピハロヒドリン樹脂としては、これらに限定されないが、キメン（Ｒ）樹脂（例えば、キメン（Ｒ）５５７Ｈ樹脂；キメン（Ｒ）５５７ＬＸ２樹脂；キメン（Ｒ）５５７ＳＬＸ樹脂；キメン（Ｒ）５５７ＵＬＸ樹脂；キメン（Ｒ）５５７ＵＬＸ２樹脂；キメン（Ｒ）７３６樹脂）、および、ハーコボンド（Ｒ）樹脂（例えば、ハーコボンド（Ｒ）５１００樹脂）が挙げられ、これらはいずれも、ハーキュリーズ社（ウィルミントン，デラウェア州）より入手可能である。これらのなかでも、キメン（Ｒ）５５７Ｈ樹脂、および、ハーコボンド（Ｒ）５１００が、特に好ましいポリアミドアミンであり、水溶液の形態で利用可能である。また、キメン（Ｒ）７３６ポリアミン樹脂を用いることもできる。
【００３１】
実施例で示されるように、典型的には、水性カチオン性ポリマー溶液を形成し、アニオン性または非イオン性ラテックスとが組み合わされることによってカチオン性ラテックスが生成するが、ここで、上記カチオン性ポリマーとアニオン性または非イオン性ラテックスとの重量比は、ポリマー／ラテックス（活性）材料に基づき約０．０２：１〜約１０：１の範囲、好ましくは約０．０２：１〜約０．７５：１の範囲、より好ましくは約０．２５：１〜約０．５：１の範囲である。カチオン性ラテックスは、アニオン性または非イオン性ラテックスを水性カチオン性ポリマー溶液に添加すること、または、カチオン性ポリマー水溶液をアニオン性または非イオン性ラテックスに添加することのいずれかによって製造することができるが、前者が好ましい。
【００３２】
アニオン性ポリマーは、あらゆる水溶性、水分散性または水膨潤性のアニオン性材料が可能であり、または、有効なイオン電荷を有するポリマーでもよい。適切なアニオン性ポリマーの非限定的な例としては、アニオン性単量体から作製されるものが挙げられ、このようなアニオン性単量体としては、これらに限定されないが、アクリル酸、ならびにそれらの組み合わせ、スチレンスルホナート、マレイン酸、イタコン酸、メタクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホナートの酸、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸、アクリルアミドグリコール酸（ａｃｒｙｌａｍｉｄｏｌｏｇｙｃｏｌｉｃ  ａｃｉｄ）の遊離酸および塩、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。
【００３３】
また、２種またはそれ以上の単量体のコポリマーも本発明の実施態様で用いることができる。加えて、このようなコポリマーは、１種またはそれ以上のアニオン性単量体を含んでいてもよいし、さらに１種またはそれ以上の非イオン性単量体を含んでいてもよい。
【００３４】
適切な非イオン性単量体の非限定的な例としては、これらに限定されないが、アクリルアミド、メタクリルアミド；Ｎ−アルキルアクリルアミド、例えばＮ−メチルアクリルアミド；Ｎ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミド、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド；アクリル酸メチル；メタクリル酸メチル；アクリロニトリル；Ｎ−ビニルメチルアセトアミド；Ｎ−ビニルメチルホルムアミド；酢酸ビニル；Ｎ−ビニルピロリドン、アクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキル、アルキルアクリルアミド（ａｃｒｙａｍｉｄ）、アルキルメタクリルアミド、および、アルコキシル化されたアクリラートおよびメタクリラート、例えばアルキルポリエチレングリコールアクリラート、ならびに、アルキルポリエチレングリコールメタクリラートが挙げられる。好ましいアニオン性／非イオン性コポリマーの非限定的な例は、アクリル酸／アクリルアミドコポリマーである。
【００３５】
本発明の実施態様において、カチオン性ラテックスとアニオン性ポリマーとの組み合わせを用いて、紙の特性に望ましい改善を与えることができる。
従って、本添加剤系は、典型的には、カチオン性ラテックスとアニオン性ポリマーとの比率が、約０．０３：１〜約１０：１の範囲；好ましくは約０．０５：１〜約４：１の範囲、より好ましくは約１：１〜約３：１の範囲、最も好ましくは約１：１〜約２：１の範囲の重量（乾燥した活性状態で）の比率で存在するような場合に用いられる。
【００３６】
本添加剤系の実施態様の添加ポイントは、抄紙機の具体的な構造に応じて様々であってよく、このような添加ポイントは、性能へ負の作用を与えない限り様々であってよい。当業者でれば、このような当業界既知の機械に応じた適切な添加ポイントをわかっているだろうし、理解可能と思われる。典型的には、本添加剤系の実施態様の添加ポイントは、製紙工程において最大の有効性が示され、存在するその他のあらゆる添加剤に対する影響が最小になるようなポイントであり、かつ、一番早い添加ポイントである。例えば、最も好ましくは業務用の長網抄紙機において、カチオン性ラテックスは、機械の胸部の後であって、かつアラム、填料およびサイズ剤が添加され得るポイントの前で添加される。
【００３７】
本添加剤系の実施態様を、別々に、または、予備混合物としてのいずれかで製紙工程に添加してもよいが、別々の添加が好ましい。典型的には、アニオン性ポリマーの添加の前にカチオン性ラテックスが添加されるが、アニオン性ポリマーがカチオン性ラテックスの前に添加されてもよい。
【００３８】
本添加剤系は、約５ポンド／トン（パルプ）〜約１００ポンド／トン（パルプ）の範囲、好ましくは約１５ポンド／トン（パルプ）〜約５０ポンド／トン（パルプ）の範囲；より好ましくは、約２０ポンド／トン（パルプ）〜約４０ポンド／トン（乾燥した紙１トンあたりのカチオン性ラテックスおよびアニオン性ポリマー）の範囲の量でパルプの水性スラリーに添加してもよい。
【００３９】
実施例
全ての部およびパーセンテージは、特に他の既定がない限り重量に基づく。
カチオンで改変されたラテックスの製造
３２７．５ｇの蒸留水に、ハーキュリーズ社（ウィルミントン，デラウェア州）の製品であるキメン（Ｒ）５５７Ｈ（２７１．５ｇ）を添加し、１０分間撹拌し、続いて、この溶液に５．０ｇの５０％水酸化ナトリウム溶液を添加して、ｐＨを５．１から１１．１に高めた。次に、このポリマー溶液に、オムノバ・ソリューションズ（Ｏｍｎｏｖａ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．，フェアローン，オハイオ州）の製品であるジェンフロー２５５３（Ｇｅｎｆｌｏ（Ｒ）２５５３）（２６４．２５ｇ）を混合しながら添加し、１５分間撹拌した。次に、撹拌溶液の渦に硫酸（９３％）１．８５ｇを添加して、ｐＨを４．５〜４．８に調節した。次に、撹拌溶液に硫酸アルミニウム（３８．５％溶液）１３０ｇを添加し、さらに１５分間撹拌を続けた。次に、この材料を１００ＵＳメッシュのスクリーンでろ過した。
【００４０】
様々な開始ラテックス、および、樹脂とラテックスとの比率を用いて、ラテックス材料を上述したように製造した。全てのジェンフロー（Ｒ）（スチレンブタジエン（ＳＢＲ））ラテックスサンプルは、オムノバ・ソリューションズ（フェアローン，オハイオ州）から得た。表１で、この実験で用いられる材料を説明する。
【００４１】
【表１】
2008530386.tif 000002
【００４２】
この実験において、２種のアニオン性ポリマーを考察した。ポリマーＡは、８ｍｏｌ％のアクリル酸原料を含むアクリルアミドコリマーであり、これは、ハーキュリーズ社（ウィルミントン，デラウェア州）からハーコボンド（Ｒ）２０００（アニオン性に官能化したポリ−アクリルアミド）として販売されており、さらに、ポリマーＢは、２０ｍｏｌ％のアクリル酸ポリマーを含むアクリルアミドコポリマーであり、これはハーキュリーズ社によってＰＰＤＭ−５０６６として販売されている。
【００４３】
紙の製造
以下の実施例において、カナダ標準濾水度（ＣＳＦ）が５００ｃｃになるまで叩解した硬材と軟材の漂白クラフトパルプのブレンド（７０％が、ジョージア・パシフィック（Ｇｅｏｒｇｉａ  Ｐａｃｉｆｉｃ）の硬材漂白クラフトであり、３０％が、レイヨニール（Ｒａｙｏｎｉｅｒ）の軟材漂白クラフト）のストック（また、木材パルプスラリーとも言う）を用いて紙を作製した。希釈用の水は、１００ｐｐｍの硬度と、５０ｐｐｍのアルカリ度を有するように調節した。
【００４４】
業務用の長網抄紙機を模擬実験できるように設計されたパイロット規模の抄紙機を、ストックの製造、叩解および貯蔵などに用いた。ストックは、二重のディスク状の叩解装置で望ましい濾水度に達するまで再循環させることによって乾燥ラップパルプを２．５％粘稠度（２．５重量％の木材パルプ）に叩解することによって製造された。次にこのストックを機械の胸部にポンプ注入し、そのストックを新しい水で固体が約１．０％になるまで希釈した。
【００４５】
ストックは、機械の胸部からレベル一定のストックタンクへ重力に従って供給された；次に、ストックを一連のインラインミキサー（混合ボックス）にポンプ注入し、そこでウェットエンド添加剤を添加した。混合ボックスを通過させた後、ストックをファンポンプに入れ、そこでさらなる化学物質の添加を行うことができた。このストックを、ファンポンプで白水を用いて固体が約０．２％になるまで希釈した。このストックをファンポンプから流動式のスプレッダー、続いてスライスにポンプ注入し、そこで、ストックを幅１２インチの長網抄紙機のワイヤー上に堆積した。それらがワイヤーに堆積した直後に、シートを２つの真空ボックスを通過させて真空脱水した。
【００４６】
湿ったシートをコーチからモーター駆動の湿式ピックアップフェルトに移した。シートをシングルフェルト化プレス中で脱水し、乾燥缶で水分が３〜５％になるまで乾燥させた。シート形成前に、全ての添加剤をパルプスラリーに添加した。
【００４７】
本製紙方法には、以下の材料も用いられた：沈降炭酸カルシウム（填料）は、Ａｌｂａｅａｒ  ＨＯ（スペシャリティ・ミネラルズ（Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ），ベツレヘム，ペンシルベニア州）、カチオン性スターチは、スタローク４００（Ｓｔａｌｏｋ４００）（Ａ．Ｅ．ステイリー・マニュファクチュアリング（Ａ．Ｅ．Ｓｔａｌｅｙ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ），ディケーター，イリノイ州）であり、アルケニル無水コハク酸サイズ剤は、プレクエル１０００（Ｐｒｅｑｕｅｌ  １０００）、および、プレクエル５００（ハーキュリーズ社（ウィルミントン，デラウェア州））、アラム（硫酸アルミニウム）であり、歩留および濾水性向上剤は、パーフォームＰＣ８１３８（ＰｅｒＦｏｒｍＴＭＰＣ８１３８）、および、パーフォームＳＰ９２３２（ＰｅｒＦｏｒｍＴＭＳＰ９２３２）（ハーキュリーズ社，ウィルミントン，デラウェア州））であった。
【００４８】
化学物質の添加ポイントは、抄紙機の具体的な構造に応じて様々であってよい。添加ポイントは、性能へ負の作用を与えない限り様々であってよい。この実験のために、カチオン性ラテックスは、レベル一定のストックタンクの後、かつ混合ボックスの前で添加され、ここで、アラム、填料およびサイズ剤が添加された。
【００４９】
特性の評価
これらの実施例において、引張強度、剛性、結合強度、磨耗および孔隙率などの紙シートに関する数種の特性を評価した。
【００５０】
強度は、シート用の紙の重要な特性であり、シートの製造とその使用の両方における多種多様な力の作用に耐性を有していなければならない。紙シートの強度にとって繊維間結合が重要であるが、繊維間結合を強化する多数の添加剤が開発されている。紙の強度を高める化学物質が用いられている。これらの物質のうちいくつかは、架橋可能な官能基を含む。引張強度は、シートの単位幅あたりの破壊荷重の尺度である。このようなものとして、力がかけられる時間、力の大きさ、紙片のサイズおよびその他の要素が、測定に影響を与える可能性がある。引張強度のデータは、ＴＡＰＰＩ法Ｔ−４９４を用いて得られた。典型的には、引張強度は高い値が望ましい。
【００５１】
剛性は、材料の剛性の尺度である。剛性は、材料の外側にある層が伸張する能力と、内部の層が圧縮に耐える能力に依存するため、流動特性に比例する。試験の差異が測定に影響を与える可能性があるため、データは、ＴＡＰＰＩ法Ｔ−４８９を用いてテーバー剛性として報告した。望ましい剛性レベルは、紙の用途に依存する。
【００５２】
繊維間結合、すなわち結合強度は、紙の最終用途に重要な作用を有し、特に印刷用途で重要であり、その場合、印刷中にその表面から繊維が取れないような紙シートが望ましい。製紙産業で用いられる結合強度を評価するアプローチがいくつかある。そのうちの一つの方法は、内部結合とピッキング耐性を測定するように設計された装置を用いたＩＧＴ印刷適性試験装置である。ピッキングは結合強度に比例し、インクと紙の分離速度が速くなるにつれてピッキングも増加する傾向があり、従って、ピッキングが初めて起こる速度が、紙のピッキング耐性の尺度である。典型的には、ＩＧＴピッキング耐性に関する値は高いほうが好ましい。ＴＡＰＰＩ法Ｔ−５１４を用いて、ＩＧＴピッキング耐性を測定した。
【００５３】
磨耗またはスカッフ耐性、は、シートの表面強度の尺度である。テーバー摩擦試験機（水平の回転台と砥石車を使用）を用いて、テーバー磨耗を測定した。設定された回数の分析を行った後に、シートから磨り取られた材料の量を測定した。典型的には、低い値が好ましい。ＴＡＰＰＩ法Ｔ−４７６を用いた。
【００５４】
紙は極めて多孔質の材料であり、シートには、シート中の孔、くぼみ、および空隙を充填する空気が７０％も含まれる。空気孔隙率は、ガーレー透気度試験機で測定した。望ましい孔隙率の値は、具体的な紙のグレードと用途に依存すると予想される。ガーレー孔隙率は、ＴＡＰＰＩ法Ｔ−４６０で測定した。紙の物理特性に関する試験方法の詳細な総論は、ＰＵＬＰ  ＡＮＤ  ＰＡＰＥＲ：Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第三版，Ｊ．Ｐ．Ｃａｓｅｙ編，ワイリー−インターサイエンス，ニューヨーク，１９８１，第ＩＩＩ巻，１７１５〜１９７２頁に見出すことができる。
【００５５】
基本重量は、紙シートの重量である。基本重量は、紙の所定面積の重量であり、特定の単位面積あたりのポンドとして示される；典型的には、ポンド／平方フィートである。共通の基本重量単位は、板紙の場合は１０００平方フィートあたりのポンド数であり、印刷やライティングに用いられる紙の場合は３０００平方フィートあたりのポンド数であるが、多数の異なる単位も使用される；全ての基本重量単位は、特定の面積あたりのポンドである。ＴＡＰＰＩ法Ｔ−４１０を用いて、基本重量を測定した。坪量は、測定基準システムにおける紙の重量を説明するために用いられる；その単位は、グラム／平方メートルである。その他の重要な紙の測定は、厚さ、または、厚さについてである；これらは、ミリメートル、または、数千インチで測定した。ＴＡＰＰＩ法Ｔ−４１１を用いて、厚さを測定した。
【実施例】
【００５６】
実施例１〜４
紙を上述のようにして製造し、その際の填料の含量と添加剤のレベルを表２に示す。
【００５７】
【表２】
2008530386.tif 000003
【００５８】
表３のデータによれば、ＣＬ／ＡＰ系の添加は、紙特性に劇的な改善をもたらすことが示される。実施例１と比較例２との比較によれば、ＣＬ／ＡＰ系により、乾燥引張強度は３３％増加し、湿潤引張強度は２００％増加することが示される。孔隙率は減少し、ピッキングおよび耐摩耗性はいずれも改善されるが、剛性は影響を受けていない。
【００５９】
【表３】
2008530386.tif 000004
【００６０】
実施例１の紙特性は、比較例２よりも比較例３の紙特性に近い。従って、３０％の填料を含むシート紙の特性は改善され、填料の含量がより少ないシートの特性と極めて類似しており、これは言い換えれば、ＣＬ／ＡＰを使用することにより、この添加レベルでは機械特性を損なうことなくさらに１０〜１５％の填料（繊維に基づき）の使用が可能である。
【００６１】
図１〜４は、填料レベルの関数としての性能特性のプロットである。また、図１〜４は、上述したように、填料レベルが増加すると機械特性が減少することも実証している。これらのデータによれば、ＣＬ／ＡＰ系は、紙の性能を改善することが示される。具体的には、これらのデータから、約２５％の填料を含むシートの性能特性は、２５ポンド／トンのＣＬ／ＡＰを用いて製造された場合、１５％の填料を含むシートの性能特性と実質的に同じであることが示される。別の言い方をすれば、これらのデータから、填料レベルを１５％（比較例３）から３０％（比較例２）に高めると、性能が劇的に失われるが、２５ポンド／トンのラテックス／ポリマー系を添加すると、これらの性能特性の有意な回復を示すことがわかる。ＣＬ／ＡＰ系は、あらゆるレベルの填料において改善された性能を提供する；また、このような改善は、填料非含有のシートでも観察される（実施例４０〜４２を参照）。
【００６２】
実施例４のデータによれば、電荷密度を有するポリマーの使用も有効であることが示される。有効なポリマーは、どのようなレベルのイオン電荷を有していてもよい。
実施例５〜１０
実施例５〜１０において、ＣＬ／ＡＰの総量の作用、および、２種の成分の比率を考察した。表４に主要な可変値を列挙し、表５に性能特性を示す。
【００６３】
【表４】
2008530386.tif 000005
【００６４】
【表５】
2008530386.tif 000006
【００６５】
これらのデータから、まず、シートの性能特性は、填料レベルが２０から４０％に増加すると劣化することが示される（実施例５と８、および、実施例７と１０を比較すること）。ラテックスとポリマーとの比率が１：１から３：１に増加すると（実施例５〜１０を参照）、乾燥引張強度は減少するが、剛性は増加する。ピッキング耐性と磨耗データによれば、カチオン性ラテックスとアニオン性ポリマーとの比率が高くなるにつれ紙の性能も劣化することが示される。これらの傾向は、填料レベルとは無関係である。ガーレー孔隙率に対する作用は最小である。
【００６６】
ＣＬ／ＡＰの量が２５ポンド／トンから４０ポンド／トンに増加すると、湿潤および乾燥引張強度は増加し、テーバー剛性は減少し、さらに、ピッキング耐性および磨耗によって測定された紙の性能も改善された。ガーレー孔隙率は、最小の減少を示す。これらの観察によれば、ＣＬ／ＡＰの系の量は紙に対して影響があり、ＣＬ／ＡＰのレベルが増加すると、紙特性の改善を示すことが示される。このような傾向も、填料レベルとは無関係である。従って、追加の量のＣＬ／ＡＰ材料によって、填料レベルの増加が埋め合わされる。別の言い方をすれば、一般的に、填料の含量が増加すると、紙特性は劣化する。しかしながら、ＣＬ／ＡＰ系の添加により劣化が軽減され、この場合、ＣＬ／ＡＰのレベルを高くして、より高レベルの填料で、等しい性能特性を保つか、または、等しい填料レベルで、改善された紙特性を得るか、のいずれかが可能である。
【００６７】
比較例１１〜１５
比較例１１〜１５では、填料レベルの紙への影響を考察した。
【００６８】
【表６】
2008530386.tif 000007
【００６９】
比較例１１〜１５で容易に観察できるように、填料レベルが増加するにつれ機械的特性および性能特性が低下する（表６）；これらの実施例は、ＣＬ／ＡＰ系を含まない紙に関するものである。これらのデータによれば、填料レベルが増加するにつれ湿潤および乾燥引張強度の両方が減少することが示され、例えば、填料非含有のシートの場合、３２．６ポンド／インチ（幅）の流れ方向の乾燥引張強度が、２０％の填料を含むシートでは１３．８ポンド／インチ（幅）に、４０％の填料を含むシートでは５．９ポンド／インチ（幅）に減少する。填料の含量が増えると、ガーレー孔隙率、テーバー剛性、ＩＧＴピッキング耐性、および、テーバー磨耗の変化も一貫している。填料の含量が増えるにつれて観察された変化のために、シートの印刷やライティング用途への適性は低くなる。
【００７０】
本発明を構成する添加剤系の主要なパラメーターは、ラテックス材料の化学組成およびＴｇ（ガラス転移温度）、カチオン性ラテックスを作製するのに用いられるカチオン性ポリマー化学組成と電荷密度、アニオン性ポリマーの化学組成およびイオン電荷、カチオン性ポリマーとアニオン性ラテックスとの比率、カチオン性ラテックスとアニオン性ポリマーとの比率、および、添加剤（カチオン性ラテックス、および、アニオン性ポリマー）の総量である。これらのパラメーターの影響を、実施例１６〜３９および４３〜４６に示す。
【００７１】
実施例１６〜１８
ラテックスの化学組成は、ＣＬ／ＡＰ系の性能に最小の作用しか有さないと考えられる。すなわち、化学組成とは関係なく、あらゆるラテックスが改善された紙の性能を提供することができる。その上、ラテックスのＴｇも性能に最小の影響しか有さない。すなわち、あらゆるＴｇを有するあらゆる水不溶性または水膨潤性ラテックスが、ＣＬ／ＡＰ材料のラテックス成分として用いることができる。実施例１６〜１８（表７および８）に例を示す。
【００７２】
【表７】
2008530386.tif 000008
【００７３】
これらのデータによれば、Ｔｇの影響は、あったとしてもピッキング耐性にわずかに生じる可能性がある程度であることが示唆される。
【００７４】
【表８】
2008530386.tif 000009
【００７５】
実施例１９〜２０
カチオン性ポリマーの化学組成および電荷密度は、広範にわたって様々であってよい。好ましいカチオン性ポリマーは、ポリアミドアミン−エピクロロヒドリン、および、ポリアミン−エピクロロヒドリンポリマーであり、最も好ましくは前者である。加えて、アニオン性ポリマーの化学組成および電荷密度は、広範にわたり様々であってよく、優れた性能が観察される。実施例１９および２０は、アニオン性ポリマーの電荷密度の作用を説明する。
【００７６】
【表９】
2008530386.tif 000010
【００７７】
これらのデータによれば、アニオン性ポリマーの電荷密度はある程度変化を示す可能性が示唆されているが、総体的に言えば、性能特性はこのような変化にそれほど依存していない。これらのデータは、アニオン性ポリマーは、どのような電荷密度を有していてもよいという見解を裏付けるものである。
【００７８】
【表１０】
2008530386.tif 000011
【００７９】
実施例２１〜２６
カチオン性ラテックスを製造するのに用いられるカチオン性ポリマーとアニオン性ラテックス材料との比率は、紙特性に有意な作用を有する。実施例２１〜２６は、表１１に示すように、本発明に関するこのパラメーターの影響を実証する。
【００８０】
【表１１】
2008530386.tif 000012
【００８１】
表１２のデータは、カチオン性ポリマーとアニオン性ラテックスとの比率は、紙の性能特性に有意な作用を有する可能性があることを示す。カチオン性ポリマーの相対量が増加しても、ある種のパラメーターには小さい作用しか与えない。カチオン性ポリマーとアニオン性ラテックスとの比率が与える影響は、その他の可変値のいくつかよりも小さい。
【００８２】
【表１２】
2008530386.tif 000013
【００８３】
これらのデータによれば、最終的なカチオン性ラテックスのカチオン性ポリマーのラテックスに対する比率が高くなると、改善された性能が得られることが示される。
実施例２７〜３３
カチオン性ラテックス（表１のサンプル８）のアニオン性ポリマーに対する比率が高くなることにより、実施例２７〜３３で示されているように（表１３および１４を参照）、全ての比率で優れた性能が観察されるが、０．３：１〜３：１の範囲が好ましく、１：１〜３：１が最も好ましいことを示す。その最適な値は、１：１〜３：１のようである。
【００８４】
【表１３】
2008530386.tif 000014
【００８５】
【表１４】
2008530386.tif 000015
【００８６】
実施例３４〜３９
実施例３４〜３９（表１５および１６を参照）によれば、用いられるＣＬ／ＡＰの系の量は、紙の性能特性に有意な作用を有することが示され、この場合、材料の量が高くなると引張強度、ガーレー孔隙率およびピッキング耐性は増加するが、一方でテーバー磨耗はレベルが高くなると減少する。
【００８７】
【表１５】
2008530386.tif 000016
【００８８】
【表１６】
2008530386.tif 000017
【００８９】
実施例４０〜４２
比較例４０、および、実施例４１および４２、表１７および１８に示されるように、
填料非含有のシートへのＣＬ／ＡＰ系の影響を説明する。
【００９０】
【表１７】
2008530386.tif 000018
【００９１】
これらのデータによれば、ＣＬ／ＡＰ系のの添加は、シートの引張強度を改善し、剛性を高め、ピッキング、および、耐摩耗性を提供することが示される。
【００９２】
【表１８】
2008530386.tif 000019
【００９３】
さらにこれらのデータからも、まず、填料非含有のシートは、より高い引張強度、および、特性の最良の組み合わせを用いていることが示される。第二に、これらのデータから、ＣＬ／ＡＰ系の有効性が実証される。
【００９４】
実施例４３〜４６
比較例４３、ならびに実施例４５および４６は、表１９および２０に示されるように、ＣＬ／ＡＰ系の使用レベルの性能に対する影響を説明する。これらの実施例では、４０ポンド／トンまでの範囲を取り扱った。
【００９５】
【表１９】
2008530386.tif 000020
【００９６】
表２０のデータによれば、追加の量のＣＬ／ＡＰ系を用いることで紙特性が改善されることが示される。ＣＬ／ＡＰ系の量は、紙特性への主要な影響を有する。
【００９７】
【表２０】
2008530386.tif 000021
【００９８】
実施例４７〜５４
これらの実施例は、ＣＬ／ＡＰ系を用いて作製された紙と、ＣＬ／ＡＰ系を用いないで作製された紙との比較を示す。
【００９９】
【表２１】
2008530386.tif 000022
【０１００】
表２１は、ＣＬ／ＡＰ系を使用しないで作製された紙に関するデータを提供する。比較例４７、４９、５１および５３は、様々なレベルの填料を含む紙である。実施例４８、５０、５２および５４は、ＣＬ／ＡＰ系を用いて作製されたそれに対応する実施例である。これらのデータは、その他の実施例で用いられたもの以外の異なるカチオン性ラテックスを用いた別個の実験の一環である。
【０１０１】
これらのデータから、填料レベルが増加すると、シートの比率の機械的な調和の連続的な減少が起こることが示される。ＣＬ／ＡＰ系の使用により、これらの特性が向上する。
【国際調査報告】
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