JP2001200500A - Fiber plate and method for producing the same - Google Patents

Fiber plate and method for producing the same

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JP2001200500A
JP2001200500A JP2000011459A JP2000011459A JP2001200500A JP 2001200500 A JP2001200500 A JP 2001200500A JP 2000011459 A JP2000011459 A JP 2000011459A JP 2000011459 A JP2000011459 A JP 2000011459A JP 2001200500 A JP2001200500 A JP 2001200500A
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mol
fiber
fiberboard
amphoteric polymer
vinyl monomer
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JP2000011459A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshishige Hamaguchi
利重 浜口
Satoshi Yamamoto
敏 山本
Shigeto Makino
重人 牧野
Makoto Kimuro
真 木室
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Nichiha Corp
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Nichiha Corp
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a fiber plate having a sufficient strength without greatly changing electric charge balance of fiber dispersion even if white water is repeatedly used by using a specific enhancer in producing the fiber plate from a water dispersion of vegetable fiber. SOLUTION: An enhancer comprises an amphoteric polymer composed of 1-40 mol% of a cationic vinyl monomer of formula (1) (R1 and R2 are each independently hydrogen or methyl; HX is an acid), 40-98 mol% of (meth) acrylamide and 1-25 mol% anionic vinyl monomer selected from an α,β-unsaturated carboxylic acid and its salt as essential components. This fiber plate comprises a vegetable fiber and the amphoteric polymer. The fiber plate is produced by adding the amphoteric polymer to a water dispersion containing the vegetable fiber and molding. The electric charge balance of the fiber dispersion is not greatly changed even if white water is repeatedly used for dispersion of the vegetable fiber.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維板及びその製
造法に関するものである。
[0001] The present invention relates to a fiberboard and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】木材繊維(パルプ)などの植物質繊維を
主原料として、湿式法で製造される繊維板は、インシュ
レーションボードなどとも呼ばれ、一般に7mm以上の厚
さを有するものである。繊維板の製造にあたり、原料と
して用いられる植物質繊維は繊維の絡み合いが弱く、そ
のままではボード形成後の強度が不足するため、通常は
増強剤としてデンプン又はその誘導体が広く使用されて
いる。しかし、デンプン系の薬剤は繊維への定着率が低
いため、それを単独で増強剤とした場合には、排水負荷
が高くなり、またウェットマット乾燥工程での乾燥効率
が悪いため、ドライヤーでの滞留時間が長くなり、結果
的に繊維板の製造速度を低下させる。
2. Description of the Related Art A fiberboard manufactured by a wet method using vegetable fibers such as wood fibers (pulp) as a main raw material is also called an insulation board or the like, and generally has a thickness of 7 mm or more. In the production of fiberboard, vegetable fiber used as a raw material has a weak fiber entanglement and, as it is, lacks strength after board formation. Therefore, starch or a derivative thereof is generally widely used as an enhancer. However, since starch-based drugs have a low fixation rate to fibers, if they are used alone as an enhancer, the drainage load increases, and the drying efficiency in the wet mat drying step is poor, so the drying with a dryer is not possible. The residence time is prolonged, resulting in a reduced production speed of the fiberboard.

【0003】こうしたデンプン系薬剤の欠点を補うべ
く、カチオン性ポリアクリルアミドの使用が提案されて
いるが、一般のカチオン性ポリアクリルアミドは繊維へ
の定着がよくないことから、十分な強度を発現しえなか
った。これは、原料の植物質繊維中にポリアニオンであ
る水溶性リグニン及びヘミセルロース由来の物質が多量
に存在し、ポリアクリルアミド中のカチオンを中和して
繊維への定着を阻害するためと考えられている。また、
繊維中に定着されなかったカチオン性ポリアクリルアミ
ドは、ウェットマット形成時に濾別される水分(「白
水」と呼ばれる)とともに再度植物質繊維に添加される
ため、時間の経過とともに繊維分散液の電荷バランスを
過カチオン側に変動させることとなり、繊維分散液中の
微細繊維や添加薬剤等の歩留りを一層低下させることに
なる。カチオン性ポリアクリルアミドの定着を向上させ
る方法の一つに、分子量の増加がある。しかしながら、
ポリアクリルアミドの分子量を大きくすると凝集力も強
まるため、植物質繊維に添加する際に強固なフロックが
生成し、ボード形成後の大幅な強度の低下を招くことか
ら、添加量を制限する必要があった。
The use of cationic polyacrylamide has been proposed in order to compensate for the disadvantages of starch-based drugs, but general cationic polyacrylamide has poor fixation to fibers, and therefore can exhibit sufficient strength. Did not. This is considered to be due to the fact that a large amount of water-soluble lignin and hemicellulose-derived substances, which are polyanions, are present in the raw vegetable fiber, and neutralize cations in polyacrylamide to inhibit fixation to the fiber. . Also,
The cationic polyacrylamide, which has not been fixed in the fibers, is added to the vegetable fibers again together with the water (called “white water”) that is filtered off during the formation of the wet mat. Is changed to the percation side, and the yield of the fine fibers and the added chemicals in the fiber dispersion is further reduced. One way to improve the anchorage of cationic polyacrylamide is to increase the molecular weight. However,
When the molecular weight of polyacrylamide is increased, the cohesive strength is increased, and when added to vegetable fiber, a strong floc is generated, which causes a significant decrease in strength after board formation, so it was necessary to limit the amount of addition. .

【0004】一方、特開平 8-100400 号公報には、繊維
板の増強剤として、ジアリルアミン系モノマーと(メ
タ)アクリルアミドとの共重合体を用いる方法が提案さ
れている。この公報に開示されるカチオン性共重合体
は、繊維板への定着率がよく、強度の高い繊維板の製造
を可能とするものの、その効果を発揮させるのに十分な
量用いると、白水の使用を繰り返すうちに繊維分散液の
電荷バランスを過カチオン側に変動させ、分散液中の微
細繊維や添加薬剤等の歩留りを低下させるという問題が
依然として残っていた。
On the other hand, JP-A-8-100400 proposes a method using a copolymer of a diallylamine monomer and (meth) acrylamide as a reinforcing agent for a fiberboard. The cationic copolymer disclosed in this publication has a good fixation rate to a fiberboard and enables production of a high-strength fiberboard, but when used in an amount sufficient to exert its effect, white water There is still a problem that the charge balance of the fiber dispersion is changed to the percation side during repeated use, and the yield of the fine fibers and the added chemicals in the dispersion is reduced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、排水負荷を改善するとともに、比較的少ない量の増
強剤の使用で十分な強度を有する繊維板を製造すること
にある。本発明の別の目的は、白水を繰り返し使用して
も繊維分散液の電荷バランスを大きく変動させることな
く、十分な強度を有する繊維板を製造することにある。
本発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意研究を行っ
た結果、特定のモノマーを特定の割合で共重合させた両
性高分子を増強剤として用いることにより、優れた結果
が得られることを見出し、本発明に至った。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to improve the drainage load and to produce a fiberboard which has sufficient strength by using a relatively small amount of a reinforcing agent. Another object of the present invention is to produce a fiberboard having sufficient strength without significantly changing the charge balance of the fiber dispersion even when white water is repeatedly used.
The present inventors have conducted intensive studies to solve such a problem, and as a result, have found that excellent results can be obtained by using an amphoteric polymer obtained by copolymerizing a specific monomer at a specific ratio as an enhancer. Heading, and led to the present invention.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、植物
質繊維並びに、式(I)
That is, the present invention relates to a vegetable fiber and a compound of the formula (I)

【0007】 [0007]

【0008】(式中、R1 及びR2 は各々独立に水素又
はメチルを表し、HXは酸を表す)で示されるカチオン
性ビニルモノマー1〜40モル%、(メタ)アクリルア
ミド40〜98モル%並びにα,β−不飽和カルボン酸
及びその塩から選ばれるアニオン性ビニルモノマー1〜
25モル%を必須成分とした両性高分子を含有する繊維
板を提供し、さらには、植物質繊維を含む水分散液に、
上記両性高分子を添加し、成形することにより、繊維板
を製造する方法を提供するものである。
(Wherein R 1 and R 2 each independently represent hydrogen or methyl, and HX represents an acid) 1 to 40 mol% of a cationic vinyl monomer, and 40 to 98 mol% of (meth) acrylamide And an anionic vinyl monomer 1 selected from α, β-unsaturated carboxylic acids and salts thereof.
Provided is a fiberboard containing an amphoteric polymer having 25 mol% as an essential component. Furthermore, an aqueous dispersion containing vegetable fibers is provided,
An object of the present invention is to provide a method for producing a fiberboard by adding and molding the amphoteric polymer.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】式(I)のカチオン性ビニルモノ
マーは、ジアリルアミン及びジ(2−イソブテニル)ア
ミンに代表される二級アミンの塩である。なかでもジア
リルアミンの塩が好ましく用いられる。式(I)におい
てHXで表され、塩を構成する酸は、無機酸、有機酸の
いずれでもよく、無機酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、
リン酸などが挙げられ、また有機酸としては、酢酸、蟻
酸、シュウ酸、プロピオン酸などが挙げられる。一般に
は、塩酸、硫酸などが好ましい。ジアリルアミン又はジ
(2−イソブテニル)アミンをこれらの酸と混合するこ
とによって、式(I)で示されるカチオン性ビニルモノ
マー(塩)が形成される。これらのカチオン性ビニルモ
ノマーは、共重合にあたり、それぞれ単独で用いてもよ
いし、また2種以上を併用してもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The cationic vinyl monomer of formula (I) is a salt of a secondary amine typified by diallylamine and di (2-isobutenyl) amine. Of these, diallylamine salts are preferably used. The acid constituting the salt represented by HX in the formula (I) may be an inorganic acid or an organic acid, and examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid,
Phosphoric acid and the like can be mentioned, and as the organic acid, acetic acid, formic acid, oxalic acid, propionic acid and the like can be mentioned. Generally, hydrochloric acid, sulfuric acid and the like are preferred. By mixing diallylamine or di (2-isobutenyl) amine with these acids, a cationic vinyl monomer (salt) of the formula (I) is formed. These cationic vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more in copolymerization.

【0010】両性高分子を構成する別の必須成分である
(メタ)アクリルアミドは、アクリルアミド又はメタク
リルアミドであり、なかでもアクリルアミドが好まし
い。
The (meth) acrylamide which is another essential component constituting the amphoteric polymer is acrylamide or methacrylamide, and among them, acrylamide is preferable.

【0011】両性高分子を構成するもう一つの必須成分
は、アニオン性ビニルモノマーであり、具体的には、
α,β−不飽和カルボン酸又はその塩である。このα,
β−不飽和カルボン酸は、アクリル酸やメタクリル酸の
ようなモノカルボン酸のほか、マレイン酸やフマル酸、
イタコン酸のようなジカルボン酸など、多価カルボン酸
であってもよい。また、塩の形態としては、ナトリウム
塩やカリウム塩のような金属塩類、アンモニウム塩など
が挙げられる。これらのアニオン性ビニルモノマーも、
それぞれ単独で、又は2種以上組み合わせて用いること
ができる。
Another essential component constituting the amphoteric polymer is an anionic vinyl monomer.
α, β-unsaturated carboxylic acids or salts thereof. This α,
β-unsaturated carboxylic acids include monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, as well as maleic acid and fumaric acid,
It may be a polycarboxylic acid such as a dicarboxylic acid such as itaconic acid. Examples of the salt form include metal salts such as sodium salts and potassium salts, and ammonium salts. These anionic vinyl monomers also
Each can be used alone or in combination of two or more.

【0012】両性高分子を製造するにあたって、式
(I)のカチオン性ビニルモノマーは1〜40モル%、
(メタ)アクリルアミドは40〜98モル%、そしてア
ニオン性ビニルモノマーは1〜25モル%の割合で用い
られる。好ましくは、式(I)のカチオン性ビニルモノ
マーが5〜30モル%、(メタ)アクリルアミドが50
〜92モル%、そしてアニオン性ビニルモノマーが3〜
25モル%の割合で用いられる。このように各モノマー
を特定割合で共重合させた両性高分子を用いることによ
り、それを配合して繊維板を製造するときに、白水を繰
り返し使用しても繊維分散液の電荷バランスを大きく変
動させることなく、十分な強度を有する繊維板が製造で
きるようになる。
In producing the amphoteric polymer, the cationic vinyl monomer of the formula (I) is 1 to 40 mol%,
(Meth) acrylamide is used in a proportion of 40 to 98 mol%, and anionic vinyl monomer is used in a proportion of 1 to 25 mol%. Preferably, 5 to 30 mol% of the cationic vinyl monomer of the formula (I) and 50% of the (meth) acrylamide
~ 92 mol%, and the anionic vinyl monomer is 3 ~
It is used at a rate of 25 mol%. By using an amphoteric polymer obtained by copolymerizing each monomer at a specific ratio in this way, when blending it to produce a fiberboard, the charge balance of the fiber dispersion greatly changes even if white water is repeatedly used. Thus, a fiberboard having a sufficient strength can be manufactured.

【0013】この両性高分子には、上記必須成分の割合
を維持するなかで、これらと共重合可能な他のモノマー
を1種又は2種以上導入することもできる。他のモノマ
ーを導入する場合は、全モノマーを基準に通常40モル
%以下の範囲で用いられる。任意に導入しうる他のモノ
マーとしては、例えば、(メタ)アクリロニトリルや
(メタ)アクリル酸メチル、ヒドロキシエチル(メタ)ア
クリレート、スチレン、酢酸ビニルのような水不溶性の
非イオン性モノマー、ジメチルアミノエチル(メタ)ア
クリレートやジメチルアミノプロピル(メタ)アクリル
アミド、又はそれらの四級化物、ジメチルアミン、ジア
リルジメチルアンモニウムクロライドのようなカチオン
性モノマー、エチレングリコールジ(メタ)アクリレー
トやメチレンビス(メタ)アクリルアミドのような二官
能性モノマーなどが挙げられる。
In the amphoteric polymer, one or more kinds of other monomers copolymerizable therewith can be introduced while maintaining the ratio of the above essential components. When other monomers are introduced, they are usually used in a range of 40 mol% or less based on all monomers. Other monomers that can be optionally introduced include, for example, water-insoluble nonionic monomers such as (meth) acrylonitrile, methyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, styrene and vinyl acetate, and dimethylaminoethyl. (Meth) acrylates and dimethylaminopropyl (meth) acrylamides or their quaternaries, cationic monomers such as dimethylamine and diallyldimethylammonium chloride, such as ethylene glycol di (meth) acrylate and methylenebis (meth) acrylamide And bifunctional monomers.

【0014】本発明に用いる両性高分子は、以上説明し
た必須のモノマー成分及び必要に応じて任意のモノマー
成分を用いた共重合により、得ることができる。この両
性高分子の製造は公知の方法で行うことができ、重合形
式は限定されないが、通常は水溶液中、又は水と水溶性
溶媒との混合溶媒中で、重合開始剤の存在下に重合反応
を行うのが好ましい。重合開始剤としては通常のものが
使用できる。例えば、過硫酸アンモニウムや過硫酸カリ
ウムのような過硫酸塩、2,2′−ジアミジノ−2,
2′−アゾジプロパンジ塩酸塩やアゾビスイソブチロニ
トリルのようなアゾ化合物、ジ−t−ブチルパーオキサ
イドやクメンハイドロパーオキサイド、過酸化水素水の
ような過酸化物などを挙げることができる。また公知の
レドックス系開始剤、例えば、過硫酸カリウムと亜硫酸
水素ナトリウム又は3級アミンとの組合せなどを用いる
こともできる。さらには必要に応じて、イソプロピルア
ルコールやアリルアルコールのような公知慣用の連鎖移
動剤を用いることもできる。
The amphoteric polymer used in the present invention can be obtained by copolymerization using the essential monomer components described above and, if necessary, any monomer components. The production of the amphoteric polymer can be carried out by a known method, and the type of polymerization is not limited. Is preferably performed. Conventional polymerization initiators can be used. For example, persulfates such as ammonium persulfate and potassium persulfate, 2,2'-diamidino-2,
Examples include azo compounds such as 2'-azodipropane dihydrochloride and azobisisobutyronitrile, and peroxides such as di-t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide and hydrogen peroxide. Known redox initiators, for example, a combination of potassium persulfate and sodium bisulfite or a tertiary amine can also be used. Further, if necessary, known and commonly used chain transfer agents such as isopropyl alcohol and allyl alcohol can be used.

【0015】重合は、通常10〜100℃、好ましくは
40〜90℃の温度で、1〜20時間程度行われる。こ
の重合は酸素存在下でも可能であるが、窒素ガスなどの
不活性ガス雰囲気中で行うのが好ましい。重合にあたっ
て、必須成分及び必要に応じて用いられるこれら必須成
分と共重合可能なモノマーは、これらの全成分を一括し
て仕込んでから重合を開始してもよいし、あるいはある
成分だけを、又は全成分のうちの一部だけを仕込んで重
合を開始したのち、残りの成分を連続的に又は分割して
添加し、重合を継続してもよい。
The polymerization is usually carried out at a temperature of 10 to 100 ° C., preferably 40 to 90 ° C., for about 1 to 20 hours. This polymerization can be performed in the presence of oxygen, but is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas. In the polymerization, the essential components and a monomer copolymerizable with these essential components used as necessary may be used to initiate polymerization after charging all of these components collectively, or only certain components, or After the polymerization is started by charging only a part of all the components, the remaining components may be added continuously or dividedly to continue the polymerization.

【0016】こうして得られる両性高分子のなかでも、
その15重量%濃度の水溶液の25℃における粘度が5
00〜20,000mPa・s の範囲にあるもの、特に2,0
00〜10,000mPa・s の範囲にあるものが好まし
い。この粘度があまり低いと、繊維板の強度を上げる効
果が必ずしも十分でなくなり、一方その粘度があまり高
いと、共重合体のハンドリングが困難となり、また植物
質繊維に添加する際に強固なフロックが生成し、成形後
の繊維板の強度低下を招くことになる。
Among the amphoteric polymers thus obtained,
The viscosity at 25 ° C. of the 15% by weight aqueous solution is 5%.
In the range of 00 to 20,000 mPa · s, especially 2.0
Those in the range of 00 to 10,000 mPa · s are preferred. If the viscosity is too low, the effect of increasing the strength of the fiberboard will not always be sufficient, while if the viscosity is too high, it will be difficult to handle the copolymer, and strong floc will occur when added to the vegetable fiber. This will cause the strength of the formed fiberboard to decrease.

【0017】以上のような両性高分子が植物質繊維の水
分散液に添加され、この水分散液から繊維板が成形され
る。ここで用いる植物質繊維は、一般に知られている各
種のもの、例えば、木材繊維、ワラ繊維などの植物繊維
や古紙パルプ繊維を主体としたものであることができ、
また、少量の合成繊維を併用することも可能である。繊
維板の製造自体は通常の湿式法に従って行うことができ
る。すなわち、植物質繊維及び両性共重合体を含む水分
散液からウェットマットを作成し、乾燥することによっ
て、繊維板が得られる。そして、この水分散液から繊維
のウェットマットを形成して繊維板を成形し、ウェット
マット形成時に濾別される白水を植物質繊維の分散に繰
り返し使用しても、植物質繊維の水分散液の電荷バラン
スを大きく変動させることなく、繊維板が製造できる。
The above amphoteric polymer is added to an aqueous dispersion of vegetable fibers, and a fiberboard is formed from the aqueous dispersion. The plant fiber used here can be various generally known ones, for example, wood fiber, plant fiber such as straw fiber or waste paper pulp fiber,
It is also possible to use a small amount of synthetic fibers in combination. The production of the fiberboard itself can be performed according to a usual wet method. That is, a fibrous board is obtained by preparing a wet mat from an aqueous dispersion containing a vegetable fiber and an amphoteric copolymer and drying. Then, a fiber wet mat is formed from this aqueous dispersion to form a fiberboard, and even if white water filtered off at the time of forming the wet mat is repeatedly used for dispersing the vegetable fiber, the aqueous dispersion of the vegetable fiber can be used. The fiberboard can be manufactured without greatly changing the charge balance of the fiberboard.

【0018】両性高分子は、繊維の乾燥重量100部に
対し、固形分として通常は0.01〜10重量部、好ま
しくは0.2〜3重量部の範囲で添加される。また、植
物質繊維、あるいはさらに前記共重合体を含む水分散液
には、必要に応じて、硫酸バンド、サイズ剤、歩留向上
剤などを添加することができる。さらには、デンプン系
薬剤など、他の増強剤を併用することも可能である。乾
燥工程を終えた繊維板には、必要に応じて、接着剤や難
燃剤などを含浸加工することも可能である。
The amphoteric polymer is added in a range of usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.2 to 3 parts by weight as a solid content, based on 100 parts by weight of the dry weight of the fiber. If necessary, a sulfuric acid band, a sizing agent, a retention agent, and the like can be added to the vegetable fiber or the aqueous dispersion containing the copolymer. Furthermore, other enhancers such as starch-based drugs can be used in combination. The fiberboard after the drying step can be impregnated with an adhesive or a flame retardant, if necessary.

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定される
ものではない。例中にある%及び部は、特にことわらな
いかぎり重量基準である。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. The percentages and parts in the examples are by weight unless otherwise indicated.

【0020】合成例1 50%ジアリルアミン硫酸塩水溶液58.5g(0.2モ
ル)及びイオン交換水388.6gを攪拌機付き反応器
に仕込み、微量の71%硫酸にてpHを2.0に調整し
た。次いで、装置内の空気を窒素ガスで十分置換し、酸
素不含とした後、60℃で過硫酸アンモニウム0.27
gを添加した。続いて内温を60℃に保ちながら、50
%アクリルアミド水溶液85.3g(0.6モル)及び8
0%アクリル酸水溶液18.0g(0.2モル)を5時間
かけて反応系内に加えた。その後、60℃で2時間保温
して反応を完結させ、両性ポリアクリルアミドの水溶液
を得た。生成物はポリマー成分約15%で、pHが2.
0、25℃におけるブルックフィールド粘度が5,30
0mPa・sであった。
Synthesis Example 1 58.5 g (0.2 mol) of a 50% diallylamine sulfate aqueous solution and 388.6 g of ion-exchanged water were charged into a reactor equipped with a stirrer, and the pH was adjusted to 2.0 with a trace amount of 71% sulfuric acid. did. Next, the air in the apparatus was sufficiently replaced with nitrogen gas to make it oxygen-free, and then ammonium persulfate 0.27 at 60 ° C.
g was added. Subsequently, while maintaining the internal temperature at 60 ° C.,
85.3 g (0.6 mol) of 8% aqueous acrylamide and 8%
18.0 g (0.2 mol) of a 0% aqueous solution of acrylic acid was added to the reaction system over 5 hours. Thereafter, the reaction was completed by keeping the temperature at 60 ° C. for 2 hours to obtain an aqueous solution of amphoteric polyacrylamide. The product has a polymer content of about 15% and a pH of 2.
Brookfield viscosity at 0,25 ° C. is 5,30
It was 0 mPa · s.

【0021】合成例2及び3並びに比較合成例 共重合体を構成するモノマーの組成を表1に示すように
変えた以外は、合成例1と同様の操作で重合を行った。
なお、粘度をコントロールするための過硫酸アンモニウ
ムの量は、その都度適宜変更した。
Synthesis Examples 2 and 3 and Comparative Synthesis Example Polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the composition of the monomers constituting the copolymer was changed as shown in Table 1.
The amount of ammonium persulfate for controlling the viscosity was appropriately changed each time.

【0022】[0022]

【表1】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 例 No. シ゛アリルアミン硫酸塩 アクリルアミト゛ アクリル酸 共重合体の物性 (モル%) (モル%) (モル%) 濃度(%) 粘度(mPa・s) pH ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 合成例1 20 60 20 15 5,300 2.0 〃 2 20 70 10 15 4,700 1.9 〃 3 20 75 5 15 4,200 2.0 ─────────────────────────────────── 比較合成例 20 80 − 15 5,500 2.1 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━TABLE 1 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Example No. Shi Bu allylamine sulfate Akuriruamito Bu acrylate copolymerization Physical properties (mol%) (mol%) (mol%) Concentration (%) Viscosity (mPas) pH ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ━━━━━━━━━━━ Synthesis example 1 20 60 20 15 5,300 2.0 〃 2 20 70 10 15 4,700 1.9 3 3 20 75 5 15 4,200 2.0 ──────────────例 Comparative Synthesis Example 20 80 − 15 5,500 2.1 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ━━━━━━━━━━━━━━━

【0023】実施例1〜3 真水に木材繊維を2%濃度で混合して木材繊維の水分散
液を調製した。その繊維固形分100部あたり、硫酸バ
ンドを0.3部及び上記合成例1〜3で得た両性ポリア
クリルアミド水溶液のいずれかを固形分換算で0.5部
加えた後、ロジンエマルジョンサイズを0.7部添加し
た。これを湿式法によって濾別し、得られたウェットマ
ットをプレスで加圧した後、120℃のドライヤーで1
20分間乾燥して、厚さ10mmの繊維板を作成した。そ
れぞれの繊維板について、密度、曲げ強度、吸水量及び
増強剤定着率を測定し、結果を表2に示した。なお、曲
げ強度及び吸水量は、 JIS A 5905 により測定した。ま
た増強剤定着率は、元素分析により繊維板中の窒素含量
を測定し、それから増強剤(両性ポリアクリルアミド)
の定着量を算出し、それと添加量とから、下式により算
出した。
Examples 1 to 3 Wood fibers were mixed with fresh water at a concentration of 2% to prepare aqueous dispersions of wood fibers. To 100 parts of the fiber solid content, 0.3 part of a sulfuric acid band and 0.5 part of any of the amphoteric polyacrylamide aqueous solutions obtained in Synthesis Examples 1 to 3 were added in terms of solid content, and then the rosin emulsion size was reduced to 0%. .7 parts were added. This was separated by filtration by a wet method, and the obtained wet mat was pressed with a press, and then dried with a dryer at 120 ° C.
After drying for 20 minutes, a fiberboard having a thickness of 10 mm was prepared. For each fiberboard, the density, bending strength, water absorption and enhancer fixation were measured, and the results are shown in Table 2. The bending strength and water absorption were measured according to JIS A 5905. The fixing rate of the enhancer is determined by measuring the nitrogen content in the fiberboard by elemental analysis, and then using the enhancer (amphoteric polyacrylamide).
Was calculated by the following equation from the calculated fixing amount and the added amount.

【0024】増強剤定着率(%) =(増強剤定着量/増強
剤添加量)×100
Fixing rate of enhancer (%) = (fixed amount of enhancer / added amount of enhancer) × 100

【0025】比較例1〜3 上記合成例1〜3で得た共重合体の代わりに、それぞれ
繊維固形分100部あたり、以下に示す増強剤をそこに
記載の量用いて、実施例1〜3と同様に繊維板を作成し
た。
Comparative Examples 1 to 3 In place of the copolymers obtained in the above Synthesis Examples 1 to 3, the following enhancers were used per 100 parts of the solid content of the fiber, and the following amounts were used. A fiberboard was prepared in the same manner as in No. 3.

【0026】比較例1:デンプンを5部添加。 比較例2:アクリルアミド/アクリル酸共重合体マンニ
ッヒ変性物の15%水溶液である“Sumirez Resin EP-2
2D”(住友化学工業社より入手)を固形分換算で0.5
部添加。 比較例3:比較合成例1で得たカチオン性ポリアクリル
アミドの15%水溶液を固形分換算で0.5部添加。
Comparative Example 1: 5 parts of starch were added. Comparative Example 2: "Sumirez Resin EP-2" which is a 15% aqueous solution of a modified acrylamide / acrylic acid copolymer Mannich
2D ”(obtained from Sumitomo Chemical Co., Ltd.) in terms of solid content of 0.5
Parts added. Comparative Example 3: A 15% aqueous solution of the cationic polyacrylamide obtained in Comparative Synthesis Example 1 was added in an amount of 0.5 parts in terms of solid content.

【0027】それぞれの繊維板について、実施例1〜3
と同様の方法で評価し、結果を併せて表2に示した。な
お、比較例1における繊維板へのデンプンの定着量は、
繊維板の小片をグルコアミラーゼ水溶液に浸漬し、デン
プンをグルコースの形で抽出して、そのグルコースを定
量する方法により求めた。
Examples 1 to 3 for each fiberboard
The results were evaluated in the same manner as described above, and the results are shown in Table 2. The fixing amount of starch to the fiberboard in Comparative Example 1 was:
A small piece of the fiberboard was immersed in an aqueous glucoamylase solution, the starch was extracted in the form of glucose, and the amount of glucose was determined by a quantitative method.

【0028】実施例4〜6及び比較例4〜6 実際の工業的な操業を仮想した実験として、実施例1〜
3及び比較例1〜3のそれぞれ濾別工程で得られた濾液
(白水)を用い、これに木材繊維を2%濃度で混合した
後、前と同様の方法で繊維板を作成し、同様の方法で評
価した。また、これらの各例における曲げ強度と、真水
を用いて調製した木材繊維の水分散液から得られた繊維
板の曲げ強度との差(曲げ強度差=白水使用時の曲げ強
度−真水使用時の曲げ強度)を算出した。この曲げ強度
差の絶対値が小さいほど、白水を繰り返し使用しても安
定した品質のものが得られることを意味し、また、この
曲げ強度差がマイナスで大きければ、白水の繰り返し使
用によって急速に品質低下が起こるため、工業的操業に
はあまり向かないことになる。これらの試験結果を併せ
て表2に示した。
Examples 4 to 6 and Comparative Examples 4 to 6 As experiments simulating actual industrial operation, Examples 1 to 6
Using the filtrate (white water) obtained in each of the filtration steps of Comparative Example 3 and Comparative Examples 1 to 3, wood fibers were mixed at a concentration of 2%, and a fiberboard was prepared in the same manner as before, and a similar fiberboard was prepared. The method was evaluated. The difference between the bending strength in each of these examples and the bending strength of a fiberboard obtained from an aqueous dispersion of wood fibers prepared using fresh water (bending strength difference = bending strength when using white water−when using fresh water) Bending strength) was calculated. The smaller the absolute value of this bending strength difference, the more stable the quality can be obtained even if white water is repeatedly used. Due to the deterioration of quality, it is not suitable for industrial operation. Table 2 also shows the results of these tests.

【0029】[0029]

【表2】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 例 No. 用いた高分子 密度 曲げ強度 曲げ強度差 吸水量 増強剤定着率 (g/cm3) (N/mm2) (N/mm2) (g/cm3) (%) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例1 合成例1 0.24 1.59 − 0.057 73.0 〃 2 合成例2 0.25 1.67 − 0.051 74.5 〃 3 合成例3 0.25 1.65 − 0.050 75.1 ──────────────────────────────────── 比較例1 デンプン 0.24 1.38 − 0.106 22.7 〃 2 マンニッヒ変性物 0.24 1.39 − 0.088 34.9 〃 3 比較合成例 0.25 1.73 − 0.042 76.3 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例4 合成例1 0.24 1.63 0.04 0.061 77.0 〃 5 合成例2 0.24 1.69 0.02 0.058 75.4 〃 6 合成例3 0.24 1.64 - 0.01 0.055 76.2 ──────────────────────────────────── 比較例4 デンプン 0.25 1.47 0.09 0.102 26.3 〃 5 マンニッヒ変性物 0.23 1.38 - 0.01 0.093 34.2 〃 6 比較合成例 0.23 1.55 - 0.18 0.067 65.0 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━[Table 2] Example No. Polymer used Density Bending strength Bending strength difference Water absorption Strengthening agent fixation rate (g / cm 3 ) (N / mm 2 ) (N / mm 2 ) (g / cm 3 ) (%) ━━━━━━━━━━━━━━ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Example 1 Synthesis Example 1 0.24 1.59-0.057 73.0 〃 2 Synthesis Example 2 0.25 1.67-0.051 74.5 〃 3 Synthesis Example 3 0.25 1.65 − 0.050 75.1 ──────────────────────────────────── Comparative Example 1 Starch 0.24 1.38 − 0.106 22.7 〃 2 Mannich modified product 0.24 1.39 − 0.088 34.9 3 3 Comparative synthesis example 0.25 1.73-0.042 76.3 例━━━━ Example 4 Synthesis Example 1 0.24 1.63 0.04 0.061 77.0 5 5 Synthesis Example 2 0.24 1.69 0.02 0.058 75.4 〃 6 Synthesis 3 0.24 1.64-0.01 0.055 76.2 ──────────────────────────────────── Comparative Example 4 Starch 0.25 1.47 0.09 0.102 26.3 5 5 Modified Mannich 0.23 1.38-0.01 0.093 34.2 〃 6 Comparative synthesis example 0.23 1.55-0.18 0.067 65.0 例━━━━━━━━━━

【0030】表2からわかるように、デンプンを用いた
比較例1では、デンプンの定着率が低く、十分な強度が
得られない。また吸水量が多くなっており、サイズ剤の
定着が十分でないことになる。比較例2で用いたアクリ
ルアミド/アクリル酸共重合体マンニッヒ変性物は、マ
ンニッヒ変性によりアクリルアミド部分にカチオン性基
が導入されたものであり、それとアクリル酸単位の存在
により、両性高分子となっているが、それを用いても定
着率が低く、十分な強度が得られない。一方、ジアリル
アミンによるカチオン性基が導入されたポリアクリルア
ミドを用いた比較例3では、当該ポリアクリルアミドの
定着率が高く、強度も向上しているが、その白水を用い
た比較例6では、真水を用いた比較例3に比べて強度が
低下している。また、この比較例6では、比較例3に比
べて定着率も低下の傾向を示している。
As can be seen from Table 2, in Comparative Example 1 using starch, the fixing rate of starch was low and sufficient strength could not be obtained. In addition, the water absorption is large, and the fixing of the sizing agent is not sufficient. The acrylamide / acrylic acid copolymer Mannich modified product used in Comparative Example 2 has a cationic group introduced into the acrylamide portion by the Mannich modification, and has an amphoteric polymer due to the presence of the acrylic acid unit. However, even if it is used, the fixing rate is low and sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, in Comparative Example 3 using polyacrylamide in which a cationic group was introduced by diallylamine, the fixing rate of the polyacrylamide was high, and the strength was improved. In Comparative Example 6 using the white water, fresh water was used. The strength is lower than that of Comparative Example 3 used. Further, in Comparative Example 6, the fixing rate also tends to decrease as compared with Comparative Example 3.

【0031】これに対し、本発明に従って、ジアリルア
ミン/アクリルアミド/アクリル酸系の両性高分子を用
いた実施例1〜3では、定着率が高く、強度も高くなっ
ている。また、それらの白水を用いた実施例4〜6で
も、真水を用いた実施例1〜3に比べて強度低下がほと
んどなく、定着率も良好である。
On the other hand, in Examples 1 to 3 using a diallylamine / acrylamide / acrylic acid-based amphoteric polymer according to the present invention, the fixing rate is high and the strength is high. Also, in Examples 4 to 6 using these white waters, there is almost no decrease in strength and the fixing rate is good as compared with Examples 1 to 3 using the fresh water.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明に従い、特定のカチオン性ビニル
モノマー、(メタ)アクリルアミド及びアニオン性ビニ
ルモノマーを必須成分とし、特定割合で共重合させた両
性高分子を植物質繊維に適用して繊維板を製造すること
により、白水を繰り返し使用しても、繊維分散液の電荷
バランスを大きく変動させることがなくなる。したがっ
て、工業的規模での連続操業においても、この両性高分
子が十分な適性を持った増強剤として働き、高い強度を
有する繊維板を製造することができる。また、増強剤の
定着率が高いので、排水の負荷を小さくすることがで
き、しかも、サイズ剤など他の併用薬剤の定着を高め、
それら併用薬剤の効果を促進させることができる。
According to the present invention, a fibrous board is prepared by applying a specific cationic vinyl monomer, (meth) acrylamide and an anionic vinyl monomer as essential components and applying an amphoteric polymer copolymerized at a specific ratio to a vegetable fiber. By manufacturing the above, even if white water is repeatedly used, the charge balance of the fiber dispersion liquid does not significantly fluctuate. Therefore, even in the continuous operation on an industrial scale, the amphoteric polymer acts as an augmenting agent having sufficient suitability, and a fiberboard having high strength can be produced. Also, since the fixing rate of the enhancer is high, the load of drainage can be reduced, and the fixing of other concomitant drugs such as sizing agents is enhanced,
The effect of these concomitant drugs can be promoted.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 敏 大阪市此花区春日出中3丁目1番98号 住 友化学工業株式会社内 (72)発明者 牧野 重人 大阪市此花区春日出中3丁目1番98号 住 友化学工業株式会社内 (72)発明者 木室 真 名古屋市港区汐止町12番地 ニチハ株式会 社内 Fターム(参考) 4L055 AA01 AA05 AG70 AG73 AH16 BD14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Yamamoto 3-1-198 Kasuganaka, Konohana-ku, Osaka-shi Within Sumitomo Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Shigeto Makino 3 Kasuganaka, Konohana-ku, Osaka-shi No. 1-98 Sumitomo Chemical Industries Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Kimuro 12 Shiodome-cho, Minato-ku, Nagoya Nichiha Stock Company In-house F-term (reference) 4L055 AA01 AA05 AG70 AG73 AH16 BD14

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】植物質繊維並びに、式(I) (式中、R1 及びR2 は各々独立に水素又はメチルを表
し、HXは酸を表す)で示されるカチオン性ビニルモノ
マー1〜40モル%、(メタ)アクリルアミド40〜9
8モル%並びにα,β−不飽和カルボン酸及びその塩か
ら選ばれるアニオン性ビニルモノマー1〜25モル%を
必須成分とした両性高分子を含有することを特徴とする
繊維板。
1. A vegetable fiber and a compound of the formula (I) (Wherein, R 1 and R 2 each independently represent hydrogen or methyl, and HX represents an acid) 1 to 40 mol% of a cationic vinyl monomer represented by the following formula:
A fiberboard comprising an amphoteric polymer comprising 8 mol% and 1 to 25 mol% of an anionic vinyl monomer selected from α, β-unsaturated carboxylic acids and salts thereof as essential components.
【請求項2】式(I)のカチオン性ビニルモノマーが、
ジアリルアミンの塩である請求項1に記載の繊維板。
2. The cationic vinyl monomer of the formula (I)
The fiberboard according to claim 1, which is a salt of diallylamine.
【請求項3】該両性高分子が、式(I)のカチオン性ビ
ニルモノマー5〜30モル%、(メタ)アクリルアミド
50〜92モル%及びアニオン性ビニルモノマー3〜2
5モル%を必須成分とする請求項1又は2に記載の繊維
板。
3. The amphoteric polymer comprises 5 to 30 mol% of a cationic vinyl monomer of the formula (I), 50 to 92 mol% of (meth) acrylamide and 3 to 2 anionic vinyl monomers.
3. The fiberboard according to claim 1, wherein 5 mol% is an essential component.
【請求項4】植物質繊維を含む水分散液に、式(I) (式中、R1 及びR2 は各々独立に水素又はメチルを表
し、HXは酸を表す)で示されるカチオン性ビニルモノ
マー1〜40モル%、(メタ)アクリルアミド40〜9
8モル%並びにα,β−不飽和カルボン酸及びその塩か
ら選ばれるアニオン性モノマー1〜25モル%を必須成
分とした両性高分子を添加し、成形することを特徴とす
る繊維板の製造法。
4. An aqueous dispersion containing a vegetable fiber, wherein (Wherein, R 1 and R 2 each independently represent hydrogen or methyl, and HX represents an acid) 1 to 40 mol% of a cationic vinyl monomer represented by the following formula:
A process for producing a fiberboard, comprising adding 8 mol% and 1 to 25 mol% of an anionic monomer selected from an α, β-unsaturated carboxylic acid and a salt thereof as an essential component, followed by molding. .
【請求項5】該水分散液に該両性高分子を添加し、この
分散液から繊維のウェットマットを形成して繊維板を成
形した後、ウェットマット形成時に濾別される白水を植
物質繊維の分散に繰り返し使用して、該水分散液の電荷
バランスを大きく変動させることなく繊維板を製造する
請求項4に記載の方法。
5. An amphoteric polymer is added to the aqueous dispersion, a fiber wet mat is formed from the dispersion to form a fiberboard, and the white water filtered off during the formation of the wet mat is removed from the vegetable fiber. The method according to claim 4, wherein the fiberboard is produced without repeatedly changing the charge balance of the aqueous dispersion by repeatedly using the dispersion of the aqueous dispersion.
【請求項6】該両性高分子が、植物質繊維の乾燥重量1
00部に対して0.01〜10重量部の割合で添加され
る請求項4又は5に記載の方法。
6. The amphoteric polymer according to claim 1, wherein the dry weight of the plant fiber is 1.
6. The method according to claim 4, wherein 0.01 to 10 parts by weight is added to 00 parts.
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