JP2012251252A - ポリアクリルアミド系内添紙力剤および紙の製造方法 - Google Patents
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Abstract
両性ポリアクリルアミドを含有するポリアクリルアミド系内添紙力剤であって、両性ポリアクリルアミドが、(a)(メタ)アクリルアミド 70〜99.8mol%、(b)カチオン性ビニルモノマー 0.1〜15mol%および(c)アニオン性ビニルモノマー 0.1〜15mol%を重合成分とし、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の重量平均分子量(A)が200万〜1000万であり、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の重量平均分子量(A)とポリアクリルアミド系内添紙力剤の20%水溶液の粘度(B)の比(A)/(B)が500以上であり、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の20%水溶液の曳糸性が5〜60mmであることを特徴とするポリアクリルアミド系内添紙力剤である。
【効果】
本発明は、紙の地合いが良く、また、紙力増強効果、濾水性に優れるポリアクリルアミド系内添紙力剤およびその内添紙力剤を用いた紙の製造方法を提供することができる。
【選択図】 なし
Description
<1>両性ポリアクリルアミドを含有するポリアクリルアミド系内添紙力剤であって、両性ポリアクリルアミドが、(a)(メタ)アクリルアミド 70〜99.8mol%、(b)カチオン性ビニルモノマー 0.1〜15mol%および(c)アニオン性ビニルモノマー 0.1〜15mol%を重合成分とし、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の重量平均分子量(A)が200万〜1000万であり、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の重量平均分子量(A)とポリアクリルアミド系内添紙力剤の20%水溶液の粘度(B)の比(A)/(B)が500以上であり、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の20%水溶液の曳糸性が5〜60mmであることを特徴とするポリアクリルアミド系内添紙力剤、
<2>ポリアクリルアミド系内添紙力剤の重量平均分子量(A)が400万〜700万であり、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の20%水溶液の曳糸性が10〜40mmである上記<1>のポリアクリルアミド系内添紙力剤、
<3>両性ポリアクリルアミドの重合成分100mol%に対して更に(d)連鎖移動剤として(メタ)アリル基を有するモノマー 0.01〜2.0mol%及び(e)架橋剤としてN置換(メタ)アクリルアミドモノマー 0.01〜2.0mol%を重合成分として使用する上記<1>または<2>のポリアクリルアミド系内添紙力剤、
<4>上記<1>〜<3>のいずれか一項のポリアクリルアミド系内添紙力剤をパルプスラリーに添加する紙の製造方法、
<5>上記<1>〜<3>のいずれか一項のポリアクリルアミド系内添紙力剤をパルプスラリーに添加し、pH5.0〜8.5で抄紙する紙の製造方法、
<6>パルプスラリーに対して、アルミニウム化合物を添加せず、上記<1>〜<3>のいずれか一項に記載のポリアクリルアミド系内添紙力剤を添加することを特徴とする紙の製造方法、
<7>パルプスラリーに対して、アルミニウム化合物を添加し、上記<1>〜<3>のいずれか一項に記載のポリアクリルアミド系内添紙力剤をパルプ固形分に対し0.5〜3.0固形質量%添加することを特徴とする紙の製造方法、
である。
GPC本体 : アジレント・テクノロジー社製 LC1100シリーズ
カラム : 昭和電工(株)製 SHODEX SB806MHQ
溶離液 : N/10硝酸ナトリウムを含むN/15リン酸緩衝液 (pH3)
流速 : 1.0ml/分
検出器1 : ワイアットテクノロジー社製多角度光散乱検出器DAWN
検出器2 : 昭和電工(株)製示唆屈折率検出器RI−101
本発明におけるポリアクリルアミド系内添紙力剤の曳糸性は、(有)佐川製作所の万能試験機を用い、内径4cmのガラス製100mlの容器にポリアクリルアミド系内添紙力剤20%水溶液を100g入れ、25℃に保温し、長さ140mm、直径2mmの棒の先端に直径10mmの球が付いたステンレス製の棒を使用し、球がある方をポリアクリルアミド系内添紙力剤20質量%水溶液の中に液面から20mm入れ、そこから万能試験機を用いて、1mm/秒の速度でステンレス棒を引き上げた時の液面から伸びる糸の長さを測定した値である。
本発明においては、硫酸バンドやポリ塩化アニミニウム(PAC)などのアルミニウム化合物を添加しないことが好ましく、アルミニウム化合物を使用する場合には、ポリアクリルアミド系内添紙力剤0.5〜3.0固形分質量%を添加することが好ましい。
撹拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を付した1リットル四つ口フラスコに、水547.80g、モノマー類(1)として、50%アクリルアミド水溶液201.70g、ジメチルアミノエチルメタクリレート12.26g、イタコン酸5.07g、N,N−ジメチルアクリルアミド1.16g、メタリルスルホン酸ナトリウム1.97gを仕込み、30%硫酸水溶液12.02gでpH3.0に調整した。次いで、窒素ガス雰囲気下、60℃に昇温し、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.24gを加え、重合を開始させ反応温度を90℃まで昇温させた。その後、水49.20g、30%硫酸水溶液8.60g、50%アクリルアミド水溶液136.68g、ジメチルアミノエチルメタクリレート8.17g、イタコン酸1.69g、N,N−ジメチルアクリルアミド0.77g、メタリルスルホン酸ナトリウム0.90gから成るモノマー類(2)を加え、更に過硫酸アンモニウム0.48gを加え、25℃における推定粘度が3000mPa・sになった時点で、水49.45gを投入し、固形分20.2%のポリアクリルアミド系内添紙力剤を得た。得られたポリアクリルアミド系内添紙力剤を固形分20.0%、pH3.0に調整し、曳糸性、粘度(25℃)、重量平均分子量を測定した結果及び測定結果から算出した重量平均分子量と粘度の比を表2に示す。
GPC本体 : アジレント・テクノロジー社製 LC1100シリーズ
カラム : 昭和電工(株)製 SHODEX SB806MHQ
溶離液 : N/10硝酸ナトリウムを含むN/15リン酸緩衝液 (pH3)
流速 : 1.0ml/分
検出器1 : ワイアットテクノロジー社製多角度光散乱検出器DAWN
検出器2 : 昭和電工(株)製示唆屈折率検出器RI−101
モノマー類(1)、モノマー類(2)の組成を表1に示すように変え、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の粘度を表2に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様に行い、ポリアクリルアミド系内添紙力剤を得た。得られたポリアクリルアミド系内添紙力剤を実施例1と同様に固形分20.0%、pH3.0に調整し、曳糸性、粘度(25℃)、重量平均分子量を測定した結果及び測定結果から算出した重量平均分子量と粘度の比を表2に示す。
AAm : アクリルアミド、
DM : ジメチルアミノエチルメタクリレート、
DMBz : ジメチルアミノエチルメタクリレート塩化ベンジル4級化物、
DABz : ジメチルアミノエチルアクリレート塩化ベンジル4級化物、
IA : イタコン酸、
AGA : 2-アクリルアミド-N-グリコール酸、
AA : アクリル酸、
SMAS : メタリルスルホン酸ナトリウム、
DMAA : N,N−ジメチルアクリルアミド
濃度2.4%、叩解度(カナディアンスタンダード・フリーネス)350、電導度300mS/mの段ボール古紙パルプスラリーに、実施例1で得られたポリアクリルアミド系内添紙力剤をパルプ固形分に対し、0.5固形質量%添加した。このパルプスラリーを撹拌後、pH7.0の水でパルプ濃度を0.8%に希釈した後、ノーブル・アンド・ウッド(The Noble & Wood)製シートマシンにて抄紙し、プレス後、ドラムドライヤーで100℃、120秒間乾燥させて、坪量120g/m2の紙を得た。得られた紙は、以下に記載する、地合い、比破裂強さ、及びインターナルボンドにて評価を行った。結果を表3に示す。また、パルプ濃度を0.8%にするまでは上記と同様にしてパルプスラリーを調整した上で濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表3に示す。
比破裂強さ : JIS P 8112に準拠して行った。
インターナルボンド : JAPAN TAPPI 18−2に準拠して行った。
応用実施例1において、表3のようにポリアクリルアミド系内添紙力剤の種類を変えた以外は、応用実施例1と同様な操作を行い、坪量120g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例1と同様に評価を行った。結果を表3に示す。また、応用実施例1と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表3に示す。なお、本発明の解決しようとする課題は、紙の地合いが良く、また、紙力増強効果に優れる製紙用添加剤を提供することであり、手抄き紙の地合いが悪かった場合は、後続する評価である比破裂強さ、インターナルボンド及びDDTの測定を行わなかったため、表3に「−」と表記した。
濃度2.4%、叩解度(カナディアンスタンダード・フリーネス)350、電導度300mS/mの段ボール古紙パルプスラリーに、パルプ固形分に対し、硫酸バンドをアルミナ換算で0.1質量%添加し、次いで、実施例1で得られたポリアクリルアミド系内添紙力剤を0.5固形質量%添加した。このパルプスラリーを撹拌後、pH6.5の水でパルプ濃度を0.8%に希釈した後、ノーブル・アンド・ウッド(The Noble & Wood)製シートマシンにて抄紙し、プレス後、ドラムドライヤーで100℃、120秒間乾燥させて、坪量120g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。また、応用実施例1と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表4に示す。
応用実施例10において、表4のようにポリアクリルアミド系内添紙力剤の種類を変えた以外は、応用実施例10と同様な操作を行い、坪量120g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。また、応用実施例1と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表4に示す。なお、本発明の解決しようとする課題は、紙の地合いが良く、また、紙力増強効果に優れる製紙用添加剤を提供することであり、紙の地合いが悪かった場合は、後続する評価である比破裂強さ、インターナルボンド及びDDTの測定を行わなかったため、表4に「−」と表記した。
応用実施例10において、表5のようにポリアクリルアミド系内添紙力剤の種類と添加率を変えた以外は、応用実施例10と同様な操作を行い、坪量120g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例1と同様に評価を行った。結果を表5に示す。また、応用実施例1と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表5に示す。なお、本発明の解決しようとする課題は、紙の地合いが良く、また、紙力増強効果に優れる製紙用添加剤を提供することであり、紙の地合いが悪かった場合は、後続する評価である比破裂強さ、インターナルボンド及びDDTの測定を行わなかったため、表5に「−」と表記した。
応用実施例10において、表6のようにポリアクリルアミド系内添紙力剤の種類と添加率を変えた以外は、応用実施例10と同様な操作を行い、坪量120g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例1と同様に評価を行った。結果を表6に示す。また、応用実施例1と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表6に示す。なお、本発明の解決しようとする課題は、紙の地合いが良く、また、紙力増強効果に優れる製紙用添加剤を提供することであり、紙の地合いが悪かった場合は、後続する評価である比破裂強さ、インターナルボンド及びDDTの測定を行わなかったため、表6に「−」と表記した。
濃度2.4%、叩解度(カナディアンスタンダード・フリーネス)330、電導度500mS/mの段ボール古紙パルプスラリーに、パルプ固形分に対し、硫酸バンドをアルミナ換算で0.3質量%添加し、次いで、実施例1で得られたポリアクリルアミド系内添紙力剤を3.0固形質量%添加した。このパルプスラリーを撹拌後、pH5.5の水でパルプ濃度を0.8%に希釈した後、ノーブル・アンド・ウッド(The Noble & Wood)製シートマシンにて抄紙し、プレス後、ドラムドライヤーで100℃、120秒間乾燥させて、坪量120g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例1と同様に評価を行った。結果を表7に示す。また、応用実施例1と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表7に示す。
応用実施例37において、表7のようにポリアクリルアミド系内添紙力剤の種類を変えた以外は、応用実施例37と同様な操作を行い、坪量120g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例1と同様に評価を行った。結果を表7に示す。また、応用実施例1と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表7に示す。なお、本発明の解決しようとする課題は、紙の地合いが良く、また、紙力増強効果に優れる製紙用添加剤を提供することであり、紙の地合いが悪かった場合は、後続する評価である比破裂強さ、インターナルボンド及びDDTの測定を行わなかったため、表7に「−」と表記した。
濃度2.4%、叩解度(カナディアンスタンダード・フリーネス)400、電導度100mS/mの広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)/コートブローク(CB)=8/2の混合パルプスラリーに、実施例1で得られたポリアクリルアミド系内添紙力剤をパルプ固形分に対し、0.25固形質量%添加した。このパルプスラリーを撹拌後、pH8.0の水でパルプ濃度を0.8%に希釈し、さらに撹拌下炭酸カルシウム(タマパール121:奥多摩工業(株)製)10%を添加し、ノーブル・アンド・ウッド(The Noble & Wood)製シートマシンにて抄紙し、プレス後、ドラムドライヤーで100℃、100秒間乾燥させて、坪量60g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例1と同様に地合い及びインターナルボンドの評価を行い、さらに、填料の歩留まりをJIS P 8128に準拠して灰分率の評価を行った。結果を表8に示す。また、応用実施例1と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表8に示す。
応用実施例46において、表8のようにポリアクリルアミド系内添紙力剤の種類を変えた以外は、応用実施例46と同様な操作を行い、坪量60g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例46と同様に評価を行った。結果を表8に示す。また、応用実施例46と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表8に示す。なお、本発明の解決しようとする課題は、紙の地合いが良く、また、紙力増強効果に優れる製紙用添加剤を提供することであり、紙の地合いが悪かった場合は、後続する評価であるインターナルボンド、灰分及びDDTの測定を行わなかったため、表8に「−」と表記した。
応用実施例46において、表9のようにポリアクリルアミド系内添紙力剤の種類と添加率を変えた以外は、応用実施例46と同様な操作を行い、坪量60g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例46と同様に評価を行った。結果を表9に示す。また、応用実施例46と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表9に示す。なお、本発明の解決しようとする課題は、紙の地合いが良く、また、紙力増強効果に優れる製紙用添加剤を提供することであり、紙の地合いが悪かった場合は、後続する評価であるインターナルボンド、灰分及びDDTの測定を行わなかったため、表9に「−」と表記した。
濃度2.4%、叩解度(カナディアンスタンダード・フリーネス)410、電導度100mS/mの広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)/コートブローク(CB)=8/2の混合パルプスラリーに、パルプ固形分に対し、硫酸バンドをアルミナ換算で0.1質量%添加し、次いで、実施例1で得られたポリアクリルアミド系内添紙力剤を0.25固形質量%添加した。このパルプスラリーを撹拌後、pH7.5の水でパルプ濃度を0.8%に希釈し、さらに撹拌下炭酸カルシウム(タマパール121:奥多摩工業(株)製)10%を添加し、ノーブル・アンド・ウッド(The Noble & Wood)製シートマシンにて抄紙し、プレス後、ドラムドライヤーで100℃、100秒間乾燥させて、坪量60g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例46と同様の評価を行った。結果を表10に示す。また、応用実施例1と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表10に示す。
応用実施例64において、表10のようにポリアクリルアミド系内添紙力剤の種類を変えた以外は、応用実施例64と同様な操作を行い、坪量60g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例64と同様に評価を行った。結果を表10に示す。また、応用実施例64と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表10に示す。なお、本発明の解決しようとする課題は、紙の地合いが良く、また、紙力増強効果に優れる製紙用添加剤を提供することであり、紙の地合いが悪かった場合は、後続する評価であるインターナルボンド、灰分及びDDTの測定を行わなかったため、表10に「−」と表記した。
応用実施例64において、表11のようにポリアクリルアミド系内添紙力剤の種類と添加率を変えた以外は、実施例64と同様な操作を行い、坪量60g/m2の紙を得た。得られた紙は、応用実施例64と同様に評価を行った。結果を表11に示す。また、応用実施例64と同様にして濾水性の評価(DDT)を行った。結果を表11に示す。なお、本発明の解決しようとする課題は、紙の地合いが良く、また、紙力増強効果に優れる製紙用添加剤を提供することであり、紙の地合いが悪かった場合は、後続する評価であるインターナルボンド、灰分及びDDTの測定を行わなかったため、表11に「−」と表記した。
Claims (7)
- 両性ポリアクリルアミドを含有するポリアクリルアミド系内添紙力剤であって、両性ポリアクリルアミドが、(a)(メタ)アクリルアミド 70〜99.8mol%、(b)カチオン性ビニルモノマー 0.1〜15mol%および(c)アニオン性ビニルモノマー 0.1〜15mol%を重合成分とし、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の重量平均分子量(A)が200万〜1000万であり、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の重量平均分子量(A)とポリアクリルアミド系内添紙力剤の20%水溶液の粘度(B)の比(A)/(B)が500以上であり、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の20%水溶液の曳糸性が5〜60mmであることを特徴とするポリアクリルアミド系内添紙力剤。
- ポリアクリルアミド系内添紙力剤の重量平均分子量(A)が400万〜700万であり、ポリアクリルアミド系内添紙力剤の20%水溶液の曳糸性が10〜40mmであることを特徴とする請求項1に記載のポリアクリルアミド系内添紙力剤。
- 両性ポリアクリルアミドの重合成分100mol%に対して更に(d)連鎖移動剤として(メタ)アリル基を有するモノマー 0.01〜2.0mol%及び(e)架橋剤としてN置換(メタ)アクリルアミドモノマー 0.01〜2.0mol%を重合成分として使用することを特徴とする請求項1または2に記載のポリアクリルアミド系内添紙力剤。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載のポリアクリルアミド系内添紙力剤をパルプスラリーに添加することを特徴とする紙の製造方法。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載のポリアクリルアミド系内添紙力剤をパルプスラリーに添加し、pH5.0〜8.5で抄紙することを特徴とする紙の製造方法。
- パルプスラリーに対して、アルミニウム化合物を添加せず、請求項1から3のいずれか一項に記載のポリアクリルアミド系内添紙力剤を添加することを特徴とする紙の製造方法。
- パルプスラリーに対して、アルミニウム化合物を添加し、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリアクリルアミド系内添紙力剤をパルプ固形分に対し0.5〜3.0固形質量%添加することを特徴とする紙の製造方法。
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