JP2002339294A - Paper strengthening agent for moistening paper - Google Patents

Paper strengthening agent for moistening paper

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JP2002339294A
JP2002339294A JP2001141108A JP2001141108A JP2002339294A JP 2002339294 A JP2002339294 A JP 2002339294A JP 2001141108 A JP2001141108 A JP 2001141108A JP 2001141108 A JP2001141108 A JP 2001141108A JP 2002339294 A JP2002339294 A JP 2002339294A
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JP
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paper
group
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urethane prepolymer
wet
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Application number
JP2001141108A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Doi
猛 土居
Naofumi Sainai
直文 齊内
Shigehiro Kochi
成浩 胡内
Takashi Miyamura
岳志 宮村
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DKS Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a paper strengthening agent for moistening paper that is a water-soluble blocked urethane polymer and admixed to paper-making stock and deblocked in the drier part of the conventional paper-making machine. SOLUTION: A water-soluble blocked urethane polymer bearing hydrophilic groups and keto oxime-chain terminal-blocked aromatic isocyanate groups is added to the paper-making stock as a moistening paper strengthening agent to form the web and the formed web is dried at a temperature of <=130 deg.C.

Description

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

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、湿潤紙力増強剤、特に製紙機械
において紙に抄造されるストックへ添加されるタイプの
湿潤紙力増強剤に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to wet strength agents, and more particularly to wet strength agents of the type added to stocks made into paper in papermaking machines.

【0002】[0002]

【先行技術と課題】紙はセルロース繊維のほかに種々の
添加剤、例えば填料、紙力増強剤などを含んでいる。湿
潤紙力増強剤は湿潤状態にある紙の強度を増強する添加
剤であり、尿素樹脂、メラミン樹脂、ジアルデヒドデン
プン、ポリエチレンイミン、エポキシ化ポリアミドなど
が使用されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In addition to cellulose fibers, paper contains various additives such as fillers, paper strength agents and the like. The wet paper strength enhancer is an additive for enhancing the strength of paper in a wet state, and urea resin, melamine resin, dialdehyde starch, polyethyleneimine, epoxidized polyamide and the like are used.

【0003】近年ウレタン樹脂をこの目的に使用するこ
とについていくつかの提案がなされている。特開平6−
173196号公報では、ブロックされていないイソシ
アネート基と3級アミノ基または4級アンモニウム塩基
を含んでいるウレタンプレポリマーを湿潤紙力増強剤と
して使用することを提案している。このものは水分散液
(エマルション)として抄紙ストックへ添加するか、ま
たはサイジング剤のように抄造後のウエブへ塗布され
る。GB2068034Aでは、ウレタンプレポリマー
のイソシアネート基をケトオキシムでブロックし、次い
でこれを多官能アミンとの反応によって尿素結合したア
ミン含有ブロック化ウレタンプレポリマーとし、これを
酸塩の形で水に溶解し、抄紙ストックへ添加するかまた
は抄造後のウエブへ塗布している。本出願人の特開平5
−51896号公報は、ブロック化ウレタンプレポリマ
ーを水溶性化するためにブロック剤として酸性亜硫酸ナ
トリウムを使用するか、またはオキシム等の他のブロッ
ク剤でブロックする場合は例えばジメチロールプロピオ
ン酸との反応によって親水基を導入したウレタンプレポ
リマーをブロックすることを開示する。このものは抄紙
後のウエブまたは紙へ塗布、含浸等により添加される。
In recent years, several proposals have been made for using urethane resins for this purpose. JP-A-6
173196 proposes the use of urethane prepolymers containing unblocked isocyanate groups and tertiary amino groups or quaternary ammonium groups as wet strength agents. This is added to the papermaking stock as an aqueous dispersion (emulsion) or applied to the web after papermaking as a sizing agent. In GB2068034A, the isocyanate groups of a urethane prepolymer are blocked with a ketoxime, which is then reacted with a polyfunctional amine to form a urea-bonded, amine-containing blocked urethane prepolymer, which is dissolved in water in the form of an acid salt in papermaking. It is added to stock or applied to the web after papermaking. Applicant's Japanese Patent Laid-Open No. 5
No. 51896 discloses the use of sodium acid sulfite as a blocking agent to make a blocked urethane prepolymer water-soluble, or the reaction with dimethylolpropionic acid when blocking with another blocking agent such as oxime. To block a urethane prepolymer having a hydrophilic group introduced therein. This is added to the web or paper after paper making, by impregnation or the like.

【0004】遊離イソシアネート基を含んでいるウレタ
ンプレポリマーは一般に水の存在下では不安定である。
他方ブロックされたウレタンプレポリマーは脱ブロック
のために加熱を必要とし、特に抄紙ストックへ添加され
る場合は製紙機械のドライヤーパートにおいて遭遇する
温度と時間(最高130℃数分以内)で脱ブロックされ
なければならない。
[0004] Urethane prepolymers containing free isocyanate groups are generally unstable in the presence of water.
Blocked urethane prepolymers, on the other hand, require heating for deblocking and are deblocked at the temperatures and times (up to 130 ° C within minutes) encountered in the dryer section of the papermaking machine, especially when added to papermaking stock. There must be.

【0005】そこで本発明は、製紙機械のドライヤーパ
ートで通常遭遇する条件で脱ブロックするブロック化水
溶性ウレタンプレポリマーを湿潤紙力増強剤として使用
することに関する。
Accordingly, the present invention relates to the use of a blocked water-soluble urethane prepolymer, which deblocks under conditions normally encountered in the dryer section of a papermaking machine, as a wet strength agent.

【0006】[0006]

【課題の解決方法】本発明は、親水基と、ケトオキシム
でブロックした末端芳香族イソシアネート基を持ってい
る水溶性ブロック化ウレタンプレポリマーよりなる湿潤
紙力増強剤を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a wet strength agent comprising a water-soluble blocked urethane prepolymer having a hydrophilic group and a terminal aromatic isocyanate group blocked with a ketoxime.

【0007】本発明はまた、前記湿潤紙力増強剤を抄紙
ストックへ添加し、ウエブに形成した後130℃以下の
温度で乾燥することよりなる製紙方法を提供する。
[0007] The present invention also provides a papermaking method comprising adding the above-mentioned wet strength agent to papermaking stock, forming it on a web, and drying it at a temperature of 130 ° C or less.

【0008】ケトオキシムでブロックした芳香族イソシ
アネート基は製紙機械のドライヤーパートで遭遇する温
度と時間で脱ブロックされるので、特別の設備を使用す
ることなく慣用の製紙機械において高い湿潤強度を有す
る紙を製紙することができる。
Since the aromatic isocyanate groups blocked by the ketoxime are deblocked at the temperature and time encountered in the dryer section of the papermaking machine, paper having high wet strength can be obtained on conventional papermaking machines without the use of special equipment. Paper can be made.

【0009】[0009]

【詳論】良く知られているように、ウレタンプレポリマ
ーはポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオ
ールにNCO/OH当量比過剰にポリイソシアネート化
合物を反応させることにより製造される。原料のポリエ
ーテルポリオール、ポリエステルポリオールおよびポリ
イソシアネート化合物の例はポリウレタン工業の分野に
おいて周知であり、任意のものを使用し得る。好ましい
ポリオール成分の例は分子量1,000〜50,000
の三価以上のポリエーテルポリオールである。このもの
はグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリス
リトールなどの多価アルコールを開始剤とし、塩基性触
媒の存在下エチレンオキシド、プロピレンオキシドなど
のアルキレンオキシドを付加して得られる。
DETAILED DESCRIPTION As is well known, urethane prepolymers are prepared by reacting a polyether polyol or a polyester polyol with a polyisocyanate compound in an NCO / OH equivalent ratio excess. Examples of the raw material polyether polyol, polyester polyol and polyisocyanate compound are well known in the field of the polyurethane industry, and any one can be used. Examples of preferred polyol components have a molecular weight of 1,000 to 50,000.
Is a trivalent or higher polyether polyol. This is obtained by using a polyhydric alcohol such as glycerin, trimethylolpropane or pentaerythritol as an initiator and adding an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide in the presence of a basic catalyst.

【0010】さらにポリオール成分としてポリエステル
ポリオールの使用は湿潤紙力の増強により効果的であ
る。このものは例えば2官能アルコールとジカルボン酸
もしくはその酸無水物との重縮合によって製造される。
2官能アルコールとしては、エチレングリコール、1,
4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−
メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリ
コールなどの脂肪族グリコールのほかこれらのグリコー
ルやビスフェノールAのような2官能フェノール類へエ
チレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシドおよ
び/またはブチレンオキシドを付加重合したポリエーテ
ルポリオールであってもよい。ジカルボン酸および酸無
水物としては、アジピン酸、テレフタル酸、イソフタル
酸、無水マレイン酸、セバチン酸などが挙げられる。ま
た、ε−カプロラクトンのようなラクトンの開環重合物
や、トリメチレンカーボネートのような環状カーボネー
トの開環重合物もポリエステルポリオールに含まれる。
3官能以上のポリエステルポリオールは、アルコール成
分の一部としてトリメチロールプロパンのような3官能
以上の多価アルコールを使用することによって製造する
ことができる。
Further, the use of a polyester polyol as a polyol component is more effective in enhancing wet paper strength. This is produced, for example, by polycondensation of a bifunctional alcohol with a dicarboxylic acid or an acid anhydride thereof.
As bifunctional alcohols, ethylene glycol, 1,
4-butanediol, 1,6-hexanediol, 3-
Polyethers obtained by addition polymerization of ethylene oxide and / or propylene oxide and / or butylene oxide to aliphatic glycols such as methyl-1,5-pentanediol and neopentyl glycol, as well as to these glycols and bifunctional phenols such as bisphenol A It may be a polyol. Examples of dicarboxylic acids and acid anhydrides include adipic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, maleic anhydride, sebacic acid and the like. Further, ring-opening polymers of lactones such as ε-caprolactone and ring-opening polymers of cyclic carbonates such as trimethylene carbonate are also included in the polyester polyol.
The trifunctional or higher functional polyester polyol can be produced by using a trifunctional or higher functional polyhydric alcohol such as trimethylolpropane as a part of the alcohol component.

【0011】本発明においては、原料ポリイソシアネー
ト化合物の少なくとも一部に芳香族ポリイソシアネート
化合物を使用する。その典型例はトルエンジイソシアネ
ート(TDI)およびジフェニルメタンジイソシアネー
ト(MDI)を含む。使用可能な他のポリイソシアネー
トは、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)に
代表される脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネート(IPDI)に代表される脂環族ポリシアネ
ートである。前記ジイソシアネトート化合物の二量体、
三量体およびトリメチロールプロパンなどの多価アルコ
ールとの付加物を使用しても良い。
In the present invention, an aromatic polyisocyanate compound is used as at least a part of the raw material polyisocyanate compound. Typical examples include toluene diisocyanate (TDI) and diphenylmethane diisocyanate (MDI). Other polyisocyanates that can be used are aliphatic diisocyanates typified by hexamethylene diisocyanate (HMDI) and alicyclic polycyanates typified by isophorone diisocyanate (IPDI). A dimer of the diisocyanate compound,
Adducts with polyhydric alcohols such as trimers and trimethylolpropane may be used.

【0012】末端芳香族イソシアネート基を有するウレ
タンプレポリマーは、全ポリイソシアネート成分を芳香
族ポリイソシアネートとし、これをポリオール成分とN
CO/OH当量比過剰(NCO/OH当量比>1)で反
応させることによって得られる。第2の方法は最初非芳
香族ポリイソシアネートとポリオール成分をNCO/O
H当量比1以下で反応させて末端OH基ウレタンプレポ
リマーを製造し、次いでこのOH基末端ウレタンプレポ
リマーに芳香族ポリイソシアネートをNCO/OH当量
比過剰で反応させる二段階法である。
In the urethane prepolymer having a terminal aromatic isocyanate group, an aromatic polyisocyanate is used as the whole polyisocyanate component, and the polyol component and N
It is obtained by reacting with a CO / OH equivalent ratio excess (NCO / OH equivalent ratio> 1). In the second method, a non-aromatic polyisocyanate and a polyol component are first converted to NCO / O
This is a two-stage method in which a reaction is performed at an H equivalent ratio of 1 or less to produce a urethane prepolymer having a terminal OH group, and then the OH group-terminated urethane prepolymer is reacted with an aromatic polyisocyanate in an NCO / OH equivalent ratio excess.

【0013】親水基を導入するための第1の方法は、最
初にポリオール成分とポリイソシアネートとの反応によ
ってウレタンプレポリマーを製造し、次いで遊離イソシ
アネート基の一部と親水基を導入するための活性水素化
合物(親水基プレカーサー)と反応させ、残っている遊
離イソシアネート基をブロック剤でブロックする工程を
含む。
A first method for introducing a hydrophilic group is to first produce a urethane prepolymer by reacting a polyol component with a polyisocyanate, and then to form a part of the free isocyanate group and an active group for introducing a hydrophilic group. A step of reacting with a hydrogen compound (hydrophilic group precursor) and blocking the remaining free isocyanate groups with a blocking agent.

【0014】反応によって生成したウレタンプレポリマ
ーは少なくとも2重量%以上、好ましくは5〜10重量
%の遊離イソシアネート基を含有する。このイソシアネ
ート基の一部は親水基を導入するための活性水素化合物
との反応に消費される。先に引用した特開平6−171
96号公報、GB2068034A、特開平5−518
96号公報には多数のそのような活性水素化合物が例示
されている。任意のそのような活性水素化合物を使用し
得るが、好ましいのはヒドロキシル基または1級アミノ
基のような活性水素含有基と3級アミノ基を有する脂肪
族化合物、例えばN,N−ジメチルエタノールアミン、
N,N−ジメチルエチレンジアミン等である。3級アミ
ノアルコールが好ましい。これらの化合物は活性水素含
有基とイソシアネート基との反応によってウレタンプレ
ポリマーへ結合し、残りのイソシアネート基をブロック
した後4級化剤により結合した3級アミノ基を4級化す
ることによって水溶性のブロック化ウレタンプレポリマ
ーを与える。4級化に代って3級アミノ基を適当な酸に
より中和し、塩の形で水溶性化することもできる。4級
アンモニウム塩の形で水溶性化するのが最も好ましい。
その理由は水溶化のために酸を必要とせず、中性ないし
弱塩基性領域においてストックを調成し得るからであ
る。
The urethane prepolymer produced by the reaction contains at least 2% by weight or more, preferably 5 to 10% by weight, of free isocyanate groups. Part of this isocyanate group is consumed in the reaction with an active hydrogen compound for introducing a hydrophilic group. JP-A-6-171 cited above
No. 96, GB2068034A, JP-A-5-518
No. 96 exemplifies a number of such active hydrogen compounds. Although any such active hydrogen compound may be used, preference is given to aliphatic compounds having an active hydrogen-containing group such as a hydroxyl group or a primary amino group and a tertiary amino group, such as N, N-dimethylethanolamine. ,
N, N-dimethylethylenediamine and the like. Tertiary amino alcohols are preferred. These compounds are bonded to the urethane prepolymer by the reaction between the active hydrogen-containing groups and the isocyanate groups, block the remaining isocyanate groups, and then quaternize the tertiary amino groups bonded with a quaternizing agent. To give a blocked urethane prepolymer of Instead of the quaternization, the tertiary amino group can be neutralized with an appropriate acid to make the salt water-soluble. Most preferably, it is made water-soluble in the form of a quaternary ammonium salt.
The reason is that no acid is required for water solubilization and stocks can be prepared in the neutral to weakly basic region.

【0015】ウレタンプレポリマーに対する親水基導入
活性水素化合物の割合は、導入後プレポリマーを水溶性
とするには十分であるが、しかし遊離イソシアネートが
残っているような割合でなければならない。この割合は
当然プレポリマーの原料ポリオールおよびポリイソシア
ネートの種類、親水基のタイプ等によって変動するが、
一般にプレポリマーイソシアネート含量の10〜50%
当量である。
[0015] The ratio of the hydrophilic group-introduced active hydrogen compound to the urethane prepolymer must be sufficient to make the prepolymer water-soluble after introduction, but such that free isocyanate remains. This ratio naturally fluctuates depending on the type of the prepolymer raw material polyol and polyisocyanate, the type of hydrophilic group, and the like.
Generally 10-50% of prepolymer isocyanate content
Is equivalent.

【0016】親水基を導入するための第2の方法は、ポ
リオール成分とポリイソシアネートとの反応の際にポリ
オール成分の一部としてヒドロキシル基に関し多官能の
3級アミノアルコールを含めることを含む。好ましい3
級アミノアルコールの例はN−メチルジエタノールアミ
ン、N−エチルジエタノールアミンなどであるが、トリ
エタノールアミンを使用することもできる。もし親水基
の導入のために2官能3級アミノアルコールを使用し、
ポリマーポリオール成分として2官能ポリオールを使用
する場合は、3官能以上のウレタンプレポリマーを得る
ためトリメチロールプロパン、グリセリンなどの3官能
以上の低分子量ポリオールを反応系へ加えることができ
る。この場合ポリイソシアネート化合物はすべてのポリ
オール成分、すなわちポリエーテルポリオール、ポリエ
ステルポリオール、多官能3級アミノアルコールおよび
3官能以上の低分子量ポリオールのOH基の合計に対
し、NCO/OH当量比過剰でなければならない。
A second method for introducing hydrophilic groups involves the inclusion of a polyfunctional tertiary amino alcohol with respect to hydroxyl groups as part of the polyol component during the reaction of the polyol component with the polyisocyanate. Preferred 3
Examples of the lower amino alcohols are N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine and the like, but triethanolamine can also be used. If a bifunctional tertiary amino alcohol is used for the introduction of a hydrophilic group,
When a bifunctional polyol is used as the polymer polyol component, a trifunctional or higher functional low molecular weight polyol such as trimethylolpropane or glycerin can be added to the reaction system to obtain a trifunctional or higher functional urethane prepolymer. In this case, the polyisocyanate compound must have an NCO / OH equivalent ratio excess with respect to the total of all OH groups of all polyol components, that is, polyether polyol, polyester polyol, polyfunctional tertiary amino alcohol, and trifunctional or higher functional low molecular weight polyol. No.

【0017】親水基またはそのプレカーサー基の導入を
上に述べたどちらの方法で行うにせよ、末端に芳香族遊
離イソシアネート基を有するウレタンポリマーは、水溶
化する前に残っている遊離イソシアネート基をケトオキ
シムでブロックしなければならない。この目的に使用し
得るケトオキシムの典型例はブタノンオキシム(メチル
エチルケトオキシム)のような脂肪族ケトオキシムおよ
びシクロヘキサノンオキシムのような脂環族ケトオキシ
ムである。
Regardless of whether the introduction of the hydrophilic group or its precursor group is carried out by either of the above-mentioned methods, the urethane polymer having an aromatic free isocyanate group at the end can convert the free isocyanate group remaining before water-solubilization into ketoxime. Must block. Typical examples of ketoximes that can be used for this purpose are aliphatic ketoximes such as butanone oxime (methylethyl ketoxime) and cycloaliphatic ketoximes such as cyclohexanone oxime.

【0018】このブロック化が終了した後最後に親水基
のプレカーサー(3級アミノ基)を硫酸ジメチル、硫酸
ジエチルのような4級化剤で4級化するか、または適当
な酸で中和して水溶化することによって本発明の湿潤紙
力増強剤を得る。
After completion of the blocking, the precursor (tertiary amino group) of the hydrophilic group is finally quaternized with a quaternizing agent such as dimethyl sulfate or diethyl sulfate, or neutralized with an appropriate acid. To obtain a wet paper strength enhancer of the present invention.

【0019】本発明の湿潤紙力増強剤は、サイジング剤
のように抄造後のウエブへ塗布等の方法によって適用す
ることも可能であるが、填料等の他の添加剤と共に抄紙
ストックへ添加し、常法によりワイヤーセクション、プ
レスセクション、ドライヤーセクション等を経て抄造さ
れる紙へ添加するのに適している。製紙機械のドライヤ
ーセクションにおいては、紙は通常最高130℃まで加
熱されるシリンダー列の間を通って加熱乾燥される。本
発明の紙力増強剤はこの加熱条件において十分に脱ブロ
ックされ、再生されたウレタンプレポリマーがバインダ
ーとなって紙繊維間の結合を強化する。
The wet paper strength enhancer of the present invention can be applied to the web after papermaking by a method such as application to a paper web like a sizing agent, but it is added to papermaking stock together with other additives such as filler. It is suitable to be added to paper made through a wire section, a press section, a dryer section and the like by a conventional method. In the dryer section of a papermaking machine, the paper is heated and dried between rows of cylinders, which are typically heated to a maximum of 130 ° C. The paper strength agent of the present invention is sufficiently deblocked under this heating condition, and the regenerated urethane prepolymer serves as a binder to strengthen the bond between paper fibers.

【0020】本発明の紙力増強剤の添加量は、紙力に関
し所望の紙品質に大きく依存し、繊維(パルプ)の乾燥
重量の0.1〜5%の範囲を変動し得る。特別の場合は
5重量%をこえる量を添加することもできる。
The amount of the paper strength enhancer of the present invention depends greatly on the desired paper quality with respect to the paper strength and can vary from 0.1 to 5% of the dry weight of the fiber (pulp). In special cases, more than 5% by weight can be added.

【0021】[0021]

【実施例】以下に実際の製紙工程をシミュレートする実
施例によって本発明を具体例に説明する。これらにおい
て「部」および「%」は特記しない限り重量基準によ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below by way of an embodiment which simulates an actual papermaking process. In these, "parts" and "%" are based on weight unless otherwise specified.

【0022】実施例1 平均分子量1000のポリエステルポリオール(1,4-ブ
タンジオールとアジピン酸を共重合させたもの)150
部、平均分子量1000のポリエチレングリコール50
部、トリメチロールプロパン5部、N-メチルジエタノ
ールアミン20部と、p−MDI 143部を40℃で
60分間反応させ、遊離イソシアネート基含量3%(仕
込量から計算)のウレタンプレポリマーを得た。系の温
度を30℃まで下げ、ブタノンオキシム25部を添加
し、50℃で60分反応させた。遊離イソシアネート基
の消失を確認した後、硫酸ジエチル56.5部を添加
し、55℃で30分間4級化反応を行い、水1750部
で希釈して、固形分20%の淡褐色透明な熱反応型ブロ
ック化ウレタンプレポリマー水溶液を得た。
Example 1 Polyester polyol having an average molecular weight of 1,000 (copolymerized 1,4-butanediol and adipic acid) 150
Parts, polyethylene glycol 50 having an average molecular weight of 1000
Parts, 5 parts of trimethylolpropane, 20 parts of N-methyldiethanolamine and 143 parts of p-MDI were reacted at 40 ° C. for 60 minutes to obtain a urethane prepolymer having a free isocyanate group content of 3% (calculated from the charged amount). The temperature of the system was lowered to 30 ° C., 25 parts of butanone oxime was added, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 60 minutes. After confirming the disappearance of the free isocyanate group, 56.5 parts of diethyl sulfate was added, a quaternization reaction was carried out at 55 ° C. for 30 minutes, and the mixture was diluted with 1750 parts of water to obtain a light brown transparent heat having a solid content of 20%. A reactive blocked urethane prepolymer aqueous solution was obtained.

【0023】実施例2 平均分子量1000のポリエステルポリオール(1,4-ブ
タンジオールとアジピン酸を共重合させたもの)100
部、平均分子量1000のポリエチレングリコール10
0部、トリメチロールプロパン5部、N-メチルジエタ
ノールアミン20部と、p−MDI 143部を40℃
で60分間反応させ、遊離イソシアネート基含量3%
(仕込量から計算)のウレタンプレポリマーを得た。系
の温度を30℃まで下げ、ブタノンオキシム25部を添
加し、50℃で60分反応させた。遊離イソシアネート
基の消失を確認した後、40℃まで降温し酢酸24部で
中和して30分間攪拌した後、水1500部で希釈し
て、固形分20%の淡褐色透明な熱反応型ブロック化ウ
レタンプレポリマー水溶液を得た。
Example 2 Polyester polyol having an average molecular weight of 1,000 (copolymerized 1,4-butanediol and adipic acid) 100
Parts, polyethylene glycol 10 having an average molecular weight of 1000
0 parts, 5 parts of trimethylolpropane, 20 parts of N-methyldiethanolamine, and 143 parts of p-MDI at 40 ° C.
And free isocyanate group content 3%
A urethane prepolymer (calculated from the charged amount) was obtained. The temperature of the system was lowered to 30 ° C., 25 parts of butanone oxime was added, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 60 minutes. After confirming the disappearance of the free isocyanate group, the temperature was lowered to 40 ° C., neutralized with 24 parts of acetic acid, stirred for 30 minutes, diluted with 1500 parts of water, and a light brown transparent heat-reactive block having a solid content of 20%. An aqueous urethane prepolymer solution was obtained.

【0024】実施例3 平均分子量1000のポリエステルポリオール(1,4-ブ
タンジオールとアジピン酸を共重合させたもの)150
部、平均分子量1000のポリエチレングリコール50
部、トリメチロールプロパン5部、N-メチルジエタノ
ールアミン20部と、HMDI 69.3部を60℃で
120分間反応させ、遊離イソシアネート基含量0%
(仕込量から計算)とし、末端水酸基ウレタンプレポリ
マーを得た。引き続き、p−MDI 39.6部を添加
し、40℃で60分間反応させ、遊離イソシアネート基
含量3.4%(仕込量から計算)の末端MDI型ウレタ
ンプレポリマーにした。さらに、系の温度を30℃まで
下げ、ブタノンオキシム25部を添加し、50℃で60
分反応させた。遊離イソシアネート基の消失を確認した
後、硫酸ジメチル46.2部を添加し、55℃で30分
間4級化反応を行い、水1600部で希釈して、固形分
20%の淡褐色透明な熱反応型ブロック化ウレタンプレ
ポリマー水溶液を得た。
Example 3 Polyester polyol having an average molecular weight of 1,000 (copolymerized 1,4-butanediol and adipic acid) 150
Parts, polyethylene glycol 50 having an average molecular weight of 1000
Part, 5 parts of trimethylolpropane, 20 parts of N-methyldiethanolamine and 69.3 parts of HMDI were reacted at 60 ° C. for 120 minutes to obtain a free isocyanate group content of 0%.
(Calculated from the charged amount) to obtain a urethane prepolymer having terminal hydroxyl groups. Subsequently, 39.6 parts of p-MDI was added and reacted at 40 ° C. for 60 minutes to obtain a terminal MDI-type urethane prepolymer having a free isocyanate group content of 3.4% (calculated from the charged amount). Further, the temperature of the system was lowered to 30 ° C., and 25 parts of butanone oxime was added.
Minutes. After confirming the disappearance of the free isocyanate group, 46.2 parts of dimethyl sulfate was added, a quaternization reaction was carried out at 55 ° C. for 30 minutes, and the mixture was diluted with 1600 parts of water to give a light brown transparent heat having a solid content of 20%. A reactive blocked urethane prepolymer aqueous solution was obtained.

【0025】実施例4 平均分子量1000のポリエステルポリオール(1,4-ブ
タンジオールとアジピン酸を共重合させたもの)110
部、平均分子量1000のポリエチレングリコール90
部、トリメチロールプロパン5部、N-メチルジエタノ
ールアミン20部と、IPDI 21.7部を80℃で
120分間反応させ、遊離イソシアネート基含量0%
(仕込量から計算)とし、末端水酸基ウレタンプレポリ
マーを得た。引き続き、2,4−TDI 27.6部を
添加し、40℃で60分間反応させ、遊離イソシアネー
ト基含量4.1%(仕込量から計算)の末端TDI型ウ
レタンプレポリマーにした。さらに、系の温度を30℃
まで下げ、シクロヘキサノンオキシム34.5部を添加
し、50℃で60分反応させた。遊離イソシアネート基
の消失を確認した後、硫酸ジメチル46.2部を添加
し、55℃で30分間4級化反応を行い、水1250部
で希釈して、固形分20%の淡褐色透明な熱反応型ブロ
ック化ウレタンプレポリマー水溶液を得た。
Example 4 Polyester polyol having an average molecular weight of 1,000 (copolymerized 1,4-butanediol and adipic acid) 110
Parts, polyethylene glycol 90 having an average molecular weight of 1000
Parts, 5 parts of trimethylolpropane, 20 parts of N-methyldiethanolamine and 21.7 parts of IPDI at 80 ° C. for 120 minutes to give a free isocyanate group content of 0%.
(Calculated from the charged amount) to obtain a urethane prepolymer having terminal hydroxyl groups. Subsequently, 27.6 parts of 2,4-TDI was added and reacted at 40 ° C. for 60 minutes to obtain a terminal TDI type urethane prepolymer having a free isocyanate group content of 4.1% (calculated from the charged amount). In addition, the temperature of the system is
Then, 34.5 parts of cyclohexanone oxime was added and reacted at 50 ° C. for 60 minutes. After confirming the disappearance of the free isocyanate group, 46.2 parts of dimethyl sulfate was added, a quaternization reaction was performed at 55 ° C. for 30 minutes, and the mixture was diluted with 1250 parts of water to obtain a light brown transparent heat having a solid content of 20%. A reactive blocked urethane prepolymer aqueous solution was obtained.

【0026】比較例1 平均分子量1000のポリエステルポリオール(1,4-ブ
タンジオールとアジピン酸を共重合させたもの)150
部、平均分子量1000のポリエチレングリコール50
部、トリメチロールプロパン5部、N-メチルジエタノ
ールアミン20部と、p−MDI 143部を40℃で
60分間反応させ、遊離イソシアネート基含量3%(仕
込量から計算)のウレタンプレポリマーを得た。系の温
度を30℃まで下げ、ノニルフェノール63.9部を添
加し、50℃で60分反応させた。遊離イソシアネート
基の消失を確認した後、硫酸ジエチル56.5部を添加
し、55℃で30分間4級化反応を行い、水1670部
で希釈して、固形分20%の淡褐色透明な熱反応型ブロ
ック化ウレタンプレポリマー水溶液を得た。
Comparative Example 1 Polyester polyol having an average molecular weight of 1,000 (copolymerized 1,4-butanediol and adipic acid) 150
Parts, polyethylene glycol 50 having an average molecular weight of 1000
Parts, 5 parts of trimethylolpropane, 20 parts of N-methyldiethanolamine and 143 parts of p-MDI were reacted at 40 ° C. for 60 minutes to obtain a urethane prepolymer having a free isocyanate group content of 3% (calculated from the charged amount). The temperature of the system was lowered to 30 ° C., 63.9 parts of nonylphenol was added, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 60 minutes. After confirming the disappearance of the free isocyanate group, 56.5 parts of diethyl sulfate was added, a quaternization reaction was carried out at 55 ° C. for 30 minutes, and the mixture was diluted with 1670 parts of water to obtain a light brown transparent heat having a solid content of 20%. A reactive blocked urethane prepolymer aqueous solution was obtained.

【0027】比較例2 平均分子量1000のポリエステルポリオール(1,4-ブ
タンジオールとアジピン酸を共重合させたもの)150
部、平均分子量1000のポリエチレングリコール50
部、トリメチロールプロパン5部、N-メチルジエタノ
ールアミン20部と、HMDI 96部を50℃で10
0分間反応させ、遊離イソシアネート基含量3.5%
(仕込量から計算)のウレタンプレポリマーを得た。系
の温度を30℃まで下げ、ブタノンオキシム25部を添
加し、50℃で60分反応させた。遊離イソシアネート
基の消失を確認した後、硫酸ジエチル56.5部を添加
し、55℃で30分間4級化反応を行い、水1300部
で希釈して、固形分20%の透明感ある熱反応型ブロッ
ク化ウレタンプレポリマー水溶液を得た。
Comparative Example 2 Polyester polyol having an average molecular weight of 1,000 (copolymerized 1,4-butanediol and adipic acid) 150
Parts, polyethylene glycol 50 having an average molecular weight of 1000
Parts, 5 parts of trimethylolpropane, 20 parts of N-methyldiethanolamine and 96 parts of HMDI at 50 ° C. for 10 parts.
Reaction for 0 minutes, free isocyanate group content 3.5%
A urethane prepolymer (calculated from the charged amount) was obtained. The temperature of the system was lowered to 30 ° C., 25 parts of butanone oxime was added, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 60 minutes. After confirming the disappearance of the free isocyanate group, 56.5 parts of diethyl sulfate was added, a quaternization reaction was performed at 55 ° C. for 30 minutes, and the mixture was diluted with 1300 parts of water to give a transparent thermal reaction having a solid content of 20%. A mold blocked urethane prepolymer aqueous solution was obtained.

【0028】抄紙試験 抄紙試験はJIS P 8209−1961に準じて行
った。
Paper Making Test The paper making test was carried out according to JIS P 8209-1961.

【0029】NBKP(針葉樹硫酸塩パルプ)135.
3gを約3cm角にちぎり、水1668.7gに一夜浸
漬した後、標準離解機にて3時間離解し、パルプ濃度
7.5%、濾水度527mL(カナダ標準フリーネス、
20℃,0.3%)のパルプスラリーとした。
NBKP (softwood sulphate pulp)
3 g was cut into about 3 cm squares, immersed in 1668.7 g of water overnight, defibrated with a standard disintegrator for 3 hours, pulp concentration 7.5%, freeness 527 mL (Canadian Standard Freeness,
(20 ° C., 0.3%) pulp slurry.

【0030】このパルプスラリー400gと、あらかじ
め固形分5%に調整した実施例および比較例のブロック
化水溶性ウレタンプレポリマー溶液6g(パルプ乾燥重
量の1%に相当)を水594gに添加してパルプ濃度3
%とし、ストックとした。
The pulp slurry was added to 594 g of water by adding 400 g of the pulp slurry and 6 g (corresponding to 1% of the dry weight of the pulp) of the blocked water-soluble urethane prepolymer solutions of Examples and Comparative Examples which had been previously adjusted to a solid content of 5%. Concentration 3
% And stock.

【0031】このようにして調成したストック32gを
分取し、シートマシンにより抄紙し、プレスマシン
(3.5g/m2 ×5分)にかけ、20℃,65%RH
で一夜風乾し、最終的に120℃×5分で加熱乾燥し、
坪量50g/m2 のテスト用紙に抄造した。これを長さ
11cm×幅1.5cmの紙片に切断し、オートグラフ
標準引張り試験機へチャック間距離5cmに装着し、中
央部を刷毛で湿らせて引張り強度を測定した。ブランク
対照には紙力増強剤を添加しなかった。また比較例3と
して市販のポリアミドエピクロルヒドリン系樹脂湿潤紙
力増強剤をパルプ濃度3%のストックへ5%水分散液と
して6gを添加した。結果を表1に示す。
32 g of the stock thus prepared was fractionated, paper-made by a sheet machine, and applied to a press machine (3.5 g / m 2 × 5 minutes) at 20 ° C. and 65% RH.
And air-dried overnight at 120 ° C x 5 minutes.
Paper was formed on test paper having a basis weight of 50 g / m 2 . This was cut into a piece of paper having a length of 11 cm and a width of 1.5 cm, attached to an autograph standard tensile tester at a distance between chucks of 5 cm, and the central portion was wetted with a brush to measure the tensile strength. No blanket control was added to the blank control. As Comparative Example 3, 6 g of a commercially available polyamide epichlorohydrin resin wet strength agent was added as a 5% aqueous dispersion to a stock having a pulp concentration of 3%. Table 1 shows the results.

【0032】 表 1 ────────────────────────────────── 湿潤紙力増強剤 添加量(%) 湿潤引張り (ストック中のパルプ 強度(Kg/cm) 乾燥重量に対する純 分として) ────────────────────────────────── 実施例1 1 1.23 実施例2 1 0.75 実施例3 1 1.18 実施例4 1 0.92 ────────────────────────────────── ブランク対照 0 0.24 比較例1 1 0.14 比較例2 1 0.15 比較例3 1 0.80 ──────────────────────────────────Table 1 量 Wet paper strength enhancer addition amount (%) Wet Tensile (pulp strength in stock (Kg / cm) as pure content based on dry weight) ─────────────────────────────── {Example 1 1 1.23 Example 2 1 0.75 Example 3 1 1.18 Example 4 1 0.92} ─────────────── Blank control 0 0.24 Comparative example 1 1 0.14 Comparative example 2 1 0.15 Comparative example 3 1 0.80 ──────────────────────────

【0033】上の結果から、本発明の湿潤紙力増強剤は
従来用いられているポリアミドエピクロルヒドリン系樹
脂湿潤紙力増強剤に少なくとも匹敵する性能を有するこ
とが明らかである。これに対し、比較例1の紙力増強剤
は、上の熱処理(乾燥)条件では脱ブロッキングが発生
しないためブランク対照と同様に湿潤紙力増強効果は殆
ど認められない。また比較例2の紙力増強剤はブロック
した末端イソシアネート基が脂肪族イソシアネート基で
あるため上の熱処理条件において脱ブロッキングが不十
分であり、そのため湿潤紙力を増強しないことがわか
る。そのためこれらはストック調成工程において添加す
るタイプの湿潤紙力増強剤には適しない。
From the above results, it is apparent that the wet strength agent of the present invention has at least a performance comparable to that of a conventionally used polyamide epichlorohydrin resin wet strength agent. On the other hand, the paper strength enhancer of Comparative Example 1 does not cause deblocking under the above heat treatment (drying) conditions, so that almost no wet paper strength enhancing effect is recognized similarly to the blank control. Further, it can be seen that the paper strength enhancer of Comparative Example 2 has insufficient deblocking under the above heat treatment conditions because the blocked terminal isocyanate group is an aliphatic isocyanate group, and therefore does not enhance wet paper strength. Therefore, they are not suitable for wet paper strength agents of the type added in the stock preparation process.

フロントページの続き (72)発明者 齊内 直文 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅1814 (72)発明者 胡内 成浩 奈良県生駒郡安堵町東安堵1346 (72)発明者 宮村 岳志 京都府亀岡市南つつじケ丘桜台1丁目6− 15 Fターム(参考) 4L055 AA02 AC06 AG85 AH17 BD10 EA20 EA32 FA13 Continuing on the front page (72) Inventor Naofumi Saiuchi 1814 Miyake, Oji-shi, Yasu-cho, Yasu-gun, Shiga Prefecture (72) Inventor Shigehiro Kouchi 1346 East-Relief, Anju-cho, Ikoma-gun, Nara Prefecture (72) Inventor Takeshi Miyamura Minami, Kameoka, Kyoto 1-6-15, Azaleagaoka Sakuradai F-term (reference) 4L055 AA02 AC06 AG85 AH17 BD10 EA20 EA32 FA13

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】親水基と、ケトオキシムでブロックした末
端芳香族イソシアネート基を持っている水溶性ブロック
化ウレタンプレポリマーよりなる湿潤紙力増強剤。
1. A wet paper strength agent comprising a water-soluble blocked urethane prepolymer having a hydrophilic group and a terminal aromatic isocyanate group blocked with a ketoxime.
【請求項2】前記ケトオキシムは脂肪族もしくは脂環族
ケトンのオキシムである請求項1の湿潤紙力増強剤。
2. The wet strength agent according to claim 1, wherein the ketoxime is an oxime of an aliphatic or alicyclic ketone.
【請求項3】前記親水基は4級アンモニウム基または酸
中和3級アミノ基である請求項1の湿潤紙力増強剤。
3. The wet paper strength enhancer according to claim 1, wherein said hydrophilic group is a quaternary ammonium group or an acid-neutralized tertiary amino group.
【請求項4】前記4級アンモニウム基もしくは酸中和3
級アミノ基は、ポリオール成分の一部として3級アミノ
基を有するポリオールをウレタン結合によってウレタン
プレポリマーの鎖中に導入し、3級アミノ基を4級化も
しくは酸で中和することによって導入される請求項3の
湿潤紙力増強剤。
4. The quaternary ammonium group or acid neutralizer 3
The tertiary amino group is introduced by introducing a polyol having a tertiary amino group as a part of the polyol component into the urethane prepolymer chain through a urethane bond, and quaternizing the tertiary amino group or neutralizing with an acid. The wet paper strength enhancer of claim 3.
【請求項5】前記ウレタンプレポリマーは、ポリエーテ
ルポリオールおよび/またはポリエステルポリオールを
含むポリオール成分と有機ポリイソシアネートのNCO
/OH当量比>1の反応生成物であり、少なくとも末端
イソシアネート基を提供する有機ポリイソシアネートは
芳香族ポリイソシアネートである請求項1の湿潤紙力増
強剤。
5. The urethane prepolymer comprises a polyol component containing a polyether polyol and / or a polyester polyol and NCO of an organic polyisocyanate.
2. The wet strength agent according to claim 1, wherein the organic polyisocyanate which is a reaction product having a / OH equivalent ratio> 1 and provides at least a terminal isocyanate group is an aromatic polyisocyanate.
【請求項6】請求項1ないし5のいずれかの湿潤紙力増
強剤を抄紙ストックへ添加し、ウエブに形成した後13
0℃以下の温度で乾燥することよりなる製紙方法。
6. The method of claim 1, wherein the wet strength agent is added to a papermaking stock and formed into a web.
A papermaking method comprising drying at a temperature of 0 ° C. or less.
【請求項7】湿潤紙力増強剤の添加量は、ストック中の
繊維重量を基準に0.1〜5.0%である請求項6の方
法。
7. The method according to claim 6, wherein the amount of the wet strength agent added is 0.1 to 5.0% based on the weight of the fiber in the stock.
【請求項8】請求項6ないし7の製紙方法にて得られた
湿潤紙力増強紙。
8. A wet strength paper obtained by the paper making method according to claim 6.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006124669A3 (en) * 2005-05-12 2007-12-21 Mionix Corp Antimicrobial matrix
JP2015042719A (en) * 2013-08-26 2015-03-05 東邦化学工業株式会社 Coating material for protection of ground surface
JP2018188509A (en) * 2017-04-28 2018-11-29 第一工業製薬株式会社 Polyol composition, polyurethane resin-formable composition, and composite material
CN110004767A (en) * 2019-02-25 2019-07-12 吴义峰 A kind of high intensity wet strength agent for papermaking and preparation method thereof

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