JP2020056023A - Water-resistant oil-resistant composition, article and water-resistant oil-resistant paper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐水耐油剤組成物、物品、耐水耐油紙に関する。 The present invention relates to a water and oil resistant composition, an article, and a water and oil resistant paper.
紙等の基材に耐水性及び耐油性を付与する耐水耐油剤組成物が知られている(特許文献1〜3等)。耐水耐油剤組成物でパルプ又は紙を処理すると耐水耐油紙が得られる。耐水耐油剤組成物でパルプ又は紙を処理する方法としては、例えば、耐水耐油剤組成物を紙に塗布又は含浸する方法(外添加工)、耐水耐油剤組成物を含むパルプスラリーを抄紙する方法(内添加工)がある。 BACKGROUND ART Water- and oil-resistant compositions which impart water resistance and oil resistance to a substrate such as paper are known (Patent Documents 1 to 3 and the like). Treating pulp or paper with a water and oil resistant composition results in a water and oil resistant paper. Examples of a method of treating pulp or paper with the water and oil resistant composition include a method of applying or impregnating the paper with the water and oil resistant composition (external addition), and a method of making a pulp slurry containing the water and oil resistant composition. (Internal addition).
特許文献1には、含フッ素共重合体が水性媒体に分散された耐水耐油剤組成物が記載されている。特許文献1の含フッ素共重合体は、炭素数6以下のペルフルオロアルキル基を有する単量体に基づく単位の60〜98質量%、オキシアルキレン基を有する単量体に基づく単位の1〜20質量%及びジアルキルアミノ基を有する単量体に基づく単位の1〜30質量%を含む。
特許文献2には、含フッ素共重合体を含む組成物が記載されている。特許文献2の含フッ素共重合体は、炭素数1〜6のフルオロアルキル基を有する単量体に基づく単位とアミノ基を有する単量体に基づく単位とピロリドンに基づく単位とを有する。
特許文献3には、処理物品を調製する方法が記載されている。特許文献3の方法では、繊維を含むスラリー及び第一フッ素化組成物の混合物を生成し、混合物から少なくとも1つのシートを生成し、シートの少なくとも一表面に第二フッ素化組成物を塗布する。
Patent Document 1 describes a water and oil resistant composition in which a fluorinated copolymer is dispersed in an aqueous medium. The fluorine-containing copolymer of Patent Document 1 has 60 to 98% by mass of units based on a monomer having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms, and 1 to 20% by mass of units based on a monomer having an oxyalkylene group. % And from 1 to 30% by weight of units based on monomers having dialkylamino groups.
Patent Document 2 describes a composition containing a fluorinated copolymer. The fluorine-containing copolymer of Patent Document 2 has a unit based on a monomer having a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a unit based on a monomer having an amino group, and a unit based on pyrrolidone.
Patent Document 3 describes a method for preparing a treated article. In the method of Patent Document 3, a mixture of a slurry containing fibers and a first fluorinated composition is produced, at least one sheet is produced from the mixture, and at least one surface of the sheet is coated with a second fluorinated composition.
しかし、特許文献1の耐水耐油剤組成物でパルプ又は紙を処理して得られた耐水耐油紙は、耐油性が不充分となることがある。例えば、高pHのパルプスラリーに特許文献1の耐水耐油剤組成物を内添した場合、得られる耐水耐油紙は耐油性が不充分である。
特許文献2に記載の組成物は、混合、希釈等の際に泡立ちやすく、連続操業が妨げられることがある。加えて、泡立ちに起因する塗り斑が発生する可能性がある。このように特許文献2に記載の組成物は、使用時の作業性が不充分である。
特許文献3ではフッ素化組成物の使用時の作業性と基材に付与される耐油性の両立について何ら検討されていない。
However, a water and oil resistant paper obtained by treating pulp or paper with the water and oil resistant composition of Patent Document 1 may have insufficient oil resistance. For example, when the water and oil resistant composition of Patent Document 1 is internally added to a high pH pulp slurry, the obtained oil and water resistant paper has insufficient oil resistance.
The composition described in Patent Literature 2 tends to foam during mixing, dilution, and the like, which may hinder continuous operation. In addition, spots due to foaming may occur. Thus, the composition described in Patent Document 2 has insufficient workability at the time of use.
Patent Literature 3 does not discuss at all about compatibility between workability at the time of using a fluorinated composition and oil resistance imparted to a substrate.
本発明は、基材に優れた耐油性を付与でき、使用時の作業性に優れる耐水耐油剤組成物、耐油性に優れる物品及び耐水耐油紙を提供する。 The present invention provides a water and oil resistant composition which can impart excellent oil resistance to a base material and has excellent workability during use, an article having excellent oil resistance, and a water and oil resistant paper.
本発明は、下記の態様を有する。
[1] 下記式1で表される単量体に基づく単位の60〜98質量%と下記式2で表される単量体に基づく単位の1〜20質量%と下記式3で表される単量体及び下記式4で表される単量体のいずれか一方又は両方に基づく単位の1〜20質量%とを含有し、アクリレートに基づく単位の割合が全単位に対して0モル%以上40モル%未満である重合体Aと、下記式1で表される単量体に基づく単位の50〜98質量%と下記式2で表される単量体に基づく単位の0〜21質量%と下記式3で表される単量体及び下記式4で表される単量体のいずれか一方又は両方に基づく単位の2〜29質量%とを含有し、アクリレートに基づく単位の割合が全単位に対して40〜80モル%である重合体Bと、
を含む、耐水耐油剤組成物。
CH2=C(R1)C(O)O−Y−(CF2)nF 式1
ただし、R1は水素原子、炭素数1〜3のアルキル基又はハロゲン原子であり、Yは炭素数1〜10のアルキレン基であり、nは1〜6の整数である。
CH2=C(R2)−C(O)O−(R3O)q−R4 式2
ただし、R2は水素原子又はメチル基であり、R3は炭素数2〜4のアルキレン基であり、qは1〜140の整数であり、qが2以上の整数である場合には、−(R3O)−は互いに同一でも、異なってもよく、R4は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基である。
CH2=C(R5)−M−Q−NR6R7 式3
CH2=C(R5)−M−Q−N(O)R6R7 式4
ただし、式3、4において、R5は水素原子又はメチル基であり、
Mは−C(O)O−又は−C(O)NH−であり、
Qは炭素数2〜4のアルキレン基又は水素原子の一部もしくは全部が水酸基で置換された炭素数2〜3のアルキレン基であり、
R6及びR7はそれぞれ独立に、ベンジル基、炭素数1〜8のアルキル基、水素原子の一部又は全部が水酸基で置換された炭素数2〜3のアルキル基である。
[2] 前記重合体Aにおける、式1で表される単量体に基づく単位が、式11で表される単量体に基づく単位である[1]の耐水耐油剤組成物。
CH2=C(R11)C(O)O−Y−(CF2)nF 式11
ただし、
R11は炭素数1〜3のアルキル基又はハロゲン原子であり、
Yは炭素数1〜10のアルキレン基であり、
nは1〜6の整数である。
[3] 前記重合体Aにおけるアクリレートに基づく単位の割合が、全単位に対して10モル%以下である、[1]又は[2]の耐水耐油剤組成物。
[4] 前記重合体Bに対する前記重合体Aの質量比が、1/4〜4/1である、[1]〜[3]のいずれかの耐水耐油剤組成物。
[5] 前記重合体Bにおけるアクリレートに基づく単位の割合が、全単位に対して42〜60モル%である、[1]〜[4]のいずれかの耐水耐油剤組成物。
[6] 前記重合体Bが含有する前記式1で表される単量体に基づく単位が、下記式5で表される単量体に基づく単位である、[1]〜[5]のいずれかの耐水耐油剤組成物。
CH2=CHC(O)O−Y−(CF2)nF 式5
ただし、Yは炭素数1〜10のアルキレン基であり、
nは1〜6の整数である。
[7] 前記重合体Bにおける前記式5で表される化合物に基づく単位の割合が、全単位に対して40〜80モル%である、[6]の耐水耐油剤組成物。
[8] 前記重合体BがN−ビニルピロリドンに基づく単位をさらに含有する、[1]〜[7]のいずれかの耐水耐油剤組成物。
[9] 下記消泡性試験によって測定される消泡性パラメータが500mL以下である、[1]〜[8]のいずれかの耐水耐油剤組成物。
消泡性試験:内径65mmのメスシリンダーと、固形分濃度が0.1質量%になるように前記耐水耐油剤組成物を水で希釈した水分散試験液を一定温度に保つ温調システムと、先端が、前記メスシリンダーの底面からの高さが420mmの位置で下向きとなるように配置された内径9mmのノズルと、前記水分散試験液を前記メスシリンダーの底面近傍から抜き出して前記ノズルから吐出させることにより前記水分散試験液を11.5L/minの流量で循環させる循環システムとを備える連続泡試験機を用いて、以下のステップ1〜7を順次行い、ステップ7で得られた泡体積(mL)を消泡性パラメータとして測定する試験。
ステップ1:前記水分散試験液の650mLを入れた前記メスシリンダーを、前記温調システムによって前記水分散試験液が18℃になるまで静置するステップ
ステップ2:前記循環システムによる循環を30秒間行うステップ
ステップ3:前記循環システムによる循環を30秒間停止するステップ
ステップ4:前記循環システムによる循環を120秒間行うステップ
ステップ5:前記循環システムによる循環を60秒間停止するステップ
ステップ6:前記循環システムによる循環を300秒間行うステップ
ステップ7:前記循環システムによる循環を停止し、停止60秒後の前記水分散試験液の液面上の泡体積(mL)を測定するステップ
[10] パルプ又は紙用である、[1]〜[9]のいずれかの耐水耐油剤組成物。
[11] [1]〜[10]のいずれかの耐水耐油剤組成物で処理された物品。
[12] [1]〜[10]のいずれかの耐水耐油剤組成物でパルプ又は紙が処理された耐水耐油紙。
The present invention has the following aspects.
[1] 60 to 98% by mass of the unit based on the monomer represented by the following formula 1 and 1 to 20% by mass of the unit based on the monomer represented by the following formula 2 and represented by the following formula 3 1 to 20% by mass of a unit based on one or both of the monomer and the monomer represented by the following formula 4, and the proportion of the unit based on the acrylate is 0 mol% or more based on all units. Less than 40 mol% of polymer A, 50 to 98% by mass of units based on the monomer represented by the following formula 1, and 0 to 21% by mass of units based on the monomer represented by the following formula 2 And 2 to 29% by mass of the unit based on one or both of the monomer represented by the following formula 3 and the monomer represented by the following formula 4, and the proportion of the unit based on the acrylate is totally Polymer B in an amount of 40 to 80 mol% based on units;
A water and oil resistant composition comprising:
CH 2 = C (R 1) C (O) O-Y- (CF 2) n F Formula 1
Here, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a halogen atom, Y is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 6.
CH 2 = C (R 2) -C (O) O- (R 3 O) q -R 4 Formula 2
However, R 2 is a hydrogen atom or a methyl group, R 3 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, q is an integer of 1 to 140, and when q is an integer of 2 or more,- (R 3 O) - can be identical to each other, or different, R 4 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (meth) acryloyl group or a glycidyl group.
CH 2 CC (R 5 ) -MQ-NR 6 R 7 Formula 3
CH 2 CC (R 5 ) -MQN (O) R 6 R 7 Formula 4
However, in Formulas 3 and 4, R 5 is a hydrogen atom or a methyl group,
M is -C (O) O- or -C (O) NH-,
Q is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms or an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms in which part or all of hydrogen atoms are substituted with a hydroxyl group;
R 6 and R 7 are each independently a benzyl group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkyl group having 2 to 3 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms have been substituted with hydroxyl groups.
[2] The water- and oil-resistant composition according to [1], wherein the unit based on the monomer represented by the formula 1 in the polymer A is a unit based on the monomer represented by the formula 11.
CH 2 = C (R 11) C (O) O-Y- (CF 2) n F Formula 11
However,
R 11 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a halogen atom,
Y is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
n is an integer of 1 to 6.
[3] The water- and oil-resistant composition according to [1] or [2], wherein the proportion of units based on acrylate in the polymer A is 10 mol% or less based on all units.
[4] The water and oil resistant composition according to any one of [1] to [3], wherein the mass ratio of the polymer A to the polymer B is 1/4 to 4/1.
[5] The water- and oil-resistant composition according to any one of [1] to [4], wherein the proportion of units based on acrylate in the polymer B is 42 to 60 mol% based on all units.
[6] Any of [1] to [5], wherein the unit based on the monomer represented by the formula 1 contained in the polymer B is a unit based on the monomer represented by the following formula 5 A water- and oil-resistant composition.
CH 2 = CHC (O) O -Y- (CF 2) n F Formula 5
Here, Y is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
n is an integer of 1 to 6.
[7] The water- and oil-resistant composition according to [6], wherein the proportion of the unit based on the compound represented by the formula 5 in the polymer B is 40 to 80 mol% based on all units.
[8] The water- and oil-resistant composition according to any one of [1] to [7], wherein the polymer B further contains a unit based on N-vinylpyrrolidone.
[9] The water and oil resistant composition according to any one of [1] to [8], wherein the defoaming parameter measured by the following defoaming test is 500 mL or less.
Defoaming test: a measuring cylinder having an inner diameter of 65 mm, a temperature control system for maintaining a constant temperature of an aqueous dispersion test liquid obtained by diluting the water and oil resistant composition with water so that the solid content concentration becomes 0.1% by mass, A nozzle having an inner diameter of 9 mm disposed so that the tip is downward at a height of 420 mm from the bottom of the graduated cylinder, and the water dispersion test liquid is withdrawn from the vicinity of the bottom of the graduated cylinder and discharged from the nozzle. The following steps 1 to 7 are sequentially performed using a continuous foam tester having a circulation system for circulating the aqueous dispersion test liquid at a flow rate of 11.5 L / min. Test in which (mL) is measured as the defoaming parameter.
Step 1: The graduated cylinder containing 650 mL of the aqueous dispersion test solution is allowed to stand by the temperature control system until the temperature of the aqueous dispersion test solution reaches 18 ° C. Step 2: Circulation by the circulation system is performed for 30 seconds. Step 3: stopping the circulation by the circulation system for 30 seconds Step 4: performing the circulation by the circulation system for 120 seconds Step 5: stopping the circulation by the circulation system for 60 seconds Step 6: circulation by the circulation system Step 7: Stopping the circulation by the circulation system and measuring the foam volume (mL) on the liquid surface of the aqueous dispersion test liquid 60 seconds after the stop [10] For pulp or paper , [1] to [9].
[11] An article treated with the water / oil resistant composition according to any one of [1] to [10].
[12] A water and oil resistant paper obtained by treating pulp or paper with the water and oil resistant composition of any one of [1] to [10].
本発明の耐水耐油剤組成物は、基材に優れた耐油性を付与でき、使用時の作業性に優れる。
本発明の物品は、耐油性に優れる。
本発明の耐水耐油紙は、耐油性に優れる。
The water and oil resistant composition of the present invention can impart excellent oil resistance to a substrate, and is excellent in workability during use.
The article of the present invention has excellent oil resistance.
The water and oil resistant paper of the present invention has excellent oil resistance.
本明細書においては、式1で表される化合物を、化合物1と記す。他の式で表される化合物も同様に記す。
本明細書における以下の用語の意味は、以下の通りである。
「単量体」とは、重合反応性の炭素−炭素二重結合を有する化合物を意味する。
「単量体に基づく単位」は、単量体1分子が重合して直接形成される原子団と、該原子団の一部を化学変換して得られる原子団との総称である。
「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの総称である。
「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の総称である。
「単位の割合」は、NMR(核磁気共鳴)分析及び元素分析から求められる値である。重合体の製造時の単量体の仕込み量に基づいて算出してもよい。
「質量平均分子量」は、標準ポリメチルメタクリレート試料を用いて作成した検量線を用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定することによって得られるポリメチルメタクリレート換算分子量である。
「ガラス転移温度」は、JIS K 7121−1987(対応国際規格ISO 3146)に準じ、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した中間点ガラス転移温度である。
「固形分濃度」は、加熱前の試料の質量を試料質量、120℃の対流式乾燥機にて試料を4時間乾燥した後の質量を固形分質量として、固形分質量/試料質量×100によって計算される値である。
「平均粒子径」は、耐水耐油剤組成物を水で固形分濃度5質量%に希釈したサンプルについて動的光散乱法によって得られた自己相関関数からキュムラント法解析によって算出される値である。
数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
In the present specification, the compound represented by Formula 1 is referred to as Compound 1. The same applies to compounds represented by other formulas.
The meanings of the following terms in the present specification are as follows.
“Monomer” means a compound having a polymerization-reactive carbon-carbon double bond.
The “unit based on a monomer” is a general term for an atomic group formed directly by polymerization of one monomer molecule and an atomic group obtained by chemically converting a part of the atomic group.
“(Meth) acrylate” is a generic term for acrylate and methacrylate.
“(Meth) acryloyl group” is a general term for an acryloyl group and a methacryloyl group.
The “unit ratio” is a value determined from NMR (nuclear magnetic resonance) analysis and elemental analysis. It may be calculated based on the charged amount of the monomer during the production of the polymer.
"Mass average molecular weight" is a molecular weight in terms of polymethyl methacrylate obtained by measurement by gel permeation chromatography using a calibration curve prepared using a standard polymethyl methacrylate sample.
“Glass transition temperature” is a midpoint glass transition temperature measured by a differential scanning calorimetry (DSC) method according to JIS K 7121-1987 (corresponding international standard ISO 3146).
The “solid content concentration” is defined as solid mass / sample mass × 100, where the mass of the sample before heating is the mass of the sample, and the mass after drying the sample with a convection dryer at 120 ° C. for 4 hours is the mass of the solid content. The value to be calculated.
The “average particle size” is a value calculated by a cumulant method analysis from an autocorrelation function obtained by a dynamic light scattering method for a sample obtained by diluting a water and oil resistant composition to a solid concentration of 5% by mass with water.
"-" Indicating a numerical range means that the numerical values described before and after that are included as the lower limit and the upper limit.
<耐水耐油剤組成物>
本発明の耐水耐油剤組成物は、特定の重合体Aと特定の重合体Bとを含む。
耐水耐油剤組成物は、水性媒体をさらに含んでもよい。
本発明の耐水耐油剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて重合体A、重合体B及び水性媒体以外の他の成分をさらに含んでもよい。
<Water and oil resistant composition>
The water and oil resistant composition of the present invention contains a specific polymer A and a specific polymer B.
The water and oil resistant composition may further comprise an aqueous medium.
The water and oil proofing agent composition of the present invention may further contain components other than the polymer A, the polymer B and the aqueous medium, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired.
(重合体A)
重合体Aは、後述の単量体aに基づく単位(以下、「単位a」と記載する。)と後述の単量体bに基づく単位(以下、「単位b」と記載する。)と後述の単量体c1及び後述の単量体c2のいずれか一方又は両方に基づく単位(以下、「単位c」と記載する。)とを特定の割合で含有する。
重合体Aは、必要に応じてアクリレートに基づく単位(以下、「アクリレート単位」と記載する。)を含有してもよい。
(Polymer A)
The polymer A includes a unit based on the monomer a described below (hereinafter, referred to as “unit a”), a unit based on the monomer b described below (hereinafter, referred to as “unit b”), and a polymer A described below. And a unit based on one or both of the monomer c1 and the monomer c2 described below (hereinafter, referred to as “unit c”) in a specific ratio.
The polymer A may contain a unit based on acrylate (hereinafter referred to as “acrylate unit”) as needed.
単量体aは化合物1である。
CH2=C(R1)C(O)O−Y−(CF2)nF 式1
ただし、R1は水素原子、炭素数1〜3のアルキル基又はハロゲン原子であり、Yは炭素数1〜10のアルキレン基であり、nは1〜6の整数である。
重合体Aにおける単量体aは、化合物11であることが好ましい。
CH2=C(R11)C(O)O−Y−(CF2)nF 式11
ただし、R11は炭素数1〜3のアルキル基又はハロゲン原子であり、Y及びnは上記と同様である。
重合体Aが単位aを含有することによって、基材を耐水耐油剤組成物で処理して得られた物品及び耐水耐油紙に耐水性及び耐油性を付与できる。
Monomer a is compound 1.
CH 2 = C (R 1) C (O) O-Y- (CF 2) n F Formula 1
Here, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a halogen atom, Y is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 6.
The monomer a in the polymer A is preferably a compound 11.
CH 2 = C (R 11) C (O) O-Y- (CF 2) n F Formula 11
Here, R 11 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a halogen atom, and Y and n are the same as described above.
When the polymer A contains the unit a, water resistance and oil resistance can be imparted to the article and the water and oil resistant paper obtained by treating the substrate with the water and oil resistant composition.
R1は水素原子、炭素数1〜3のアルキル基又はハロゲン原子である。R1が水素原子である場合、単位aはアクリレート単位である。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子が好ましい。
重合体AにおけるR1としては、炭素数1〜3のアルキル基又はハロゲン原子が好ましく、メチル基又は塩素原子がより好ましく、耐水耐油剤組成物の安定性、物品及び耐水耐油紙の耐水性及び耐油性に優れる点からメチル基がさらに好ましい。
R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a halogen atom. When R 1 is a hydrogen atom, the unit a is an acrylate unit.
As the halogen atom, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable.
As R 1 in the polymer A, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a halogen atom is preferable, a methyl group or a chlorine atom is more preferable, the stability of the water and oil resistant composition, the water resistance of the article and the water and oil resistant paper, and A methyl group is more preferred from the viewpoint of excellent oil resistance.
Yは炭素数1〜10のアルキレン基である。Yは、直鎖状でもよく、分岐状でもよい。
Yの具体例としては、例えば、下記の基が挙げられる。
−CH2−、
−CH2CH2−、
−(CH2)3−、
−CH2CH2CH(CH3)−、
−CH=CH−CH2−。
Y is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. Y may be linear or branched.
Specific examples of Y include, for example, the following groups.
-CH 2 -,
—CH 2 CH 2 —,
— (CH 2 ) 3 —,
—CH 2 CH 2 CH (CH 3 ) —,
-CH = CH-CH 2 -.
nは1〜6の整数である。物品及び耐水耐油紙が耐水性及び耐油性にさらに優れる点から、nは2〜6が好ましく、4〜6がより好ましく、6がさらに好ましい。 n is an integer of 1 to 6. N is preferably from 2 to 6, more preferably from 4 to 6, and even more preferably 6, from the viewpoint that the article and the water and oil resistant paper are more excellent in water resistance and oil resistance.
単量体aの具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2(CF2)6F、
CH2=CHC(O)OCH2CH2(CF2)6F、
CH2=C(Cl)C(O)OCH2CH2(CF2)6F、
CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2(CF2)4F、
CH2=CHC(O)OCH2CH2(CF2)4F、
CH2=C(Cl)C(O)OCH2CH2(CF2)4F。
単量体aは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重合体(A)における単量体aとしては、CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2(CF2)6F、CH2=C(Cl)C(O)OCH2CH2(CF2)6F、CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2(CF2)4F及びCH2=C(Cl)C(O)OCH2CH2(CF2)4Fが好ましい。
Specific examples of the monomer a include the following compounds.
CH 2 = C (CH 3) C (O) OCH 2 CH 2 (CF 2) 6 F,
CH 2 CHCHC (O) OCH 2 CH 2 (CF 2 ) 6 F,
CH 2 = C (Cl) C (O) OCH 2 CH 2 (CF 2) 6 F,
CH 2 = C (CH 3) C (O) OCH 2 CH 2 (CF 2) 4 F,
CH 2 CHCHC (O) OCH 2 CH 2 (CF 2 ) 4 F,
CH 2 = C (Cl) C (O) OCH 2 CH 2 (CF 2) 4 F.
As the monomer a, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
As the monomer a in the polymer (A), CH 2 CC (CH 3 ) C (O) OCH 2 CH 2 (CF 2 ) 6 F, CH 2 CC (Cl) C (O) OCH 2 CH 2 (CF 2) 6 F, CH 2 = C (CH 3) C (O) OCH 2 CH 2 (CF 2) 4 F and CH 2 = C (Cl) C (O) OCH 2 CH 2 (CF 2) 4 F is preferable.
単量体bは化合物2である。
CH2=C(R2)−C(O)O−(R3O)q−R4 式2
ただし、R2は水素原子又はメチル基であり、R3は炭素数2〜4のアルキレン基であり、qは1〜140の整数であり、qが2以上の整数である場合には、−(R3O)−は互いに同一でも、異なってもよく、R4は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基である。
重合体Aが単位bを含有することによって、耐水耐油剤組成物に含まれる重合体Aの分散性がさらに良好になり、耐水耐油剤組成物の安定性がさらに向上する。
Monomer b is compound 2.
CH 2 = C (R 2) -C (O) O- (R 3 O) q -R 4 Formula 2
However, R 2 is a hydrogen atom or a methyl group, R 3 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, q is an integer of 1 to 140, and when q is an integer of 2 or more,- (R 3 O) - can be identical to each other, or different, R 4 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (meth) acryloyl group or a glycidyl group.
When the polymer A contains the unit b, the dispersibility of the polymer A contained in the water and oil resistant composition is further improved, and the stability of the water and oil resistant composition is further improved.
R2は、水素原子又はメチル基である。R2が水素原子である場合、単位bはアクリレート単位である。
R3は、炭素数2〜4のアルキレン基である。1分子の化合物2に炭素数の異なる2種以上のオキシアルキレン基が含まれていてもよい。炭素数の異なる2種以上のオキシアルキレン基の配列は、ブロック状でもよく、ランダム状でもよい。
qは、1〜140の整数であり、1〜50が好ましく、1〜9がより好ましく、1〜4がさらに好ましい。
R4は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基である。R4としては、水素原子又はメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
R 2 is a hydrogen atom or a methyl group. When R 2 is a hydrogen atom, unit b is an acrylate unit.
R 3 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. One molecule of compound 2 may contain two or more oxyalkylene groups having different numbers of carbon atoms. The arrangement of two or more oxyalkylene groups having different carbon numbers may be block-like or random.
q is an integer of 1 to 140, preferably 1 to 50, more preferably 1 to 9, and still more preferably 1 to 4.
R 4 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a (meth) acryloyl group or a glycidyl group. R 4 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom.
単量体bの具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アクリロイルポリエチレングリコールメタアクリレート、ポリ(オキシプロピレン−オキシブチレン)グリコール(メタ)アクリレート、ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)グリコール(メタ)アクリレート、ポリ(オキシエチレン−オキシブチレン)グリコール(メタ)アクリレート、ポリ(オキシエチレン−オキシテトラメチレン)(メタ)アクリレート、ポリ(オキシプロピレン−オキシブチレン)グリコールジ(メタ)アクリレート、ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)グリコールジ(メタ)アクリレート、ポリ(オキシエチレン−オキシブチレン)グリコールジ(メタ)アクリレート等。
Specific examples of the monomer b include the following compounds.
2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) Acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, acryloyl polyethylene glycol methacrylate, poly (oxypropylene-oxybutylene) Glycol (meth) acrylate, poly (oxyethylene-oxypropylene) glycol (meth) acrylate, poly (oxy) Ethylene-oxybutylene) glycol (meth) acrylate, poly (oxyethylene-oxytetramethylene) (meth) acrylate, poly (oxypropylene-oxybutylene) glycol di (meth) acrylate, poly (oxyethylene-oxypropylene) glycol di (Meth) acrylate, poly (oxyethylene-oxybutylene) glycol di (meth) acrylate, and the like.
単量体bとしては、耐水耐油剤組成物の水分散性、安定性と、物品及び耐水耐油紙の耐水性及び耐油性とを両立させる点から、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート又は2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
単量体bは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
As the monomer b, triethylene glycol di (meth) acrylate or 2-ethylene glycol is preferred from the viewpoint of achieving both the water dispersibility and stability of the water and oil resistant composition and the water and oil resistance of the article and the water and oil resistant paper. Hydroxyethyl (meth) acrylate is preferred.
As the monomer b, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
単量体c1は化合物3であり、単量体c2は化合物4である。
CH2=C(R5)−M−Q−NR6R7 式3
CH2=C(R5)−M−Q−N(O)R6R7 式4
ただし、式3、4において、R5は水素原子又はメチル基であり、Mは−C(O)O−又は−C(O)NH−であり、Qは炭素数2〜4のアルキレン基又は水素原子の一部もしくは全部が水酸基で置換された炭素数2〜3のアルキレン基であり、R6及びR7はそれぞれ独立に、ベンジル基、炭素数1〜8のアルキル基、水素原子の一部又は全部が水酸基で置換された炭素数2〜3のアルキル基である。
重合体Aが単位cを含有することによって、耐水耐油剤組成物に含まれる重合体Aの水分散安定性がさらに良好になり、パルプとの親和性が向上する。
Monomer c1 is compound 3, and monomer c2 is compound 4.
CH 2 CC (R 5 ) -MQ-NR 6 R 7 Formula 3
CH 2 CC (R 5 ) -MQN (O) R 6 R 7 Formula 4
However, in Formulas 3 and 4, R 5 is a hydrogen atom or a methyl group, M is —C (O) O— or —C (O) NH—, and Q is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms or R 6 and R 7 are each independently a benzyl group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a hydrogen atom, in which a part or all of the hydrogen atoms are substituted with a hydroxyl group. A part or the whole is an alkyl group having 2 to 3 carbon atoms substituted with a hydroxyl group.
When the polymer A contains the unit c, the water dispersion stability of the polymer A contained in the water and oil resistant composition is further improved, and the affinity with pulp is improved.
式3、4において、Mは−C(O)O−が好ましい。Qは炭素数2〜4のアルキレン基が好ましい。R6及びR7はそれぞれ独立に炭素数1〜8のアルキル基が好ましい。
式3、4において、R5が水素原子であり、かつ、Mが−C(O)O−である場合、化合物3,4はアクリレートであり、重合体Aが含有する単位cにはアクリレート単位が含まれる。
In Formulas 3 and 4, M is preferably -C (O) O-. Q is preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. Preferably, R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
In the formulas 3 and 4, when R 5 is a hydrogen atom and M is —C (O) O—, the compounds 3 and 4 are acrylates, and the unit c contained in the polymer A is an acrylate unit. Is included.
単量体c1としては、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジイソプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルペピリジンが好ましく、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
単量体c1は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体c2としては、N,N−ジメチルアミノオキシドエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノオキシドエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
単量体c2は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
As the monomer c1, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminopropyl (meth) ) Acrylate, N, N-diisopropylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N- (meth) acryloylmorpholine, N- (meth) acryloylpepyridine are preferred, and N, N- Dimethylaminoethyl methacrylate and N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate are more preferred.
As the monomer c1, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
As the monomer c2, N, N-dimethylaminooxideethyl (meth) acrylate and N, N-diethylaminooxideethyl (meth) acrylate are preferable.
As the monomer c2, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
重合体Aは、必要に応じて単量体a、単量体b、単量体c1及び単量体c2以外の単量体(以下、「単量体d」という。)に基づく単位(以下、「単位d」と記載する。)をさらに含有してもよい。
単量体dとしては、例えば、オレフィン(エチレン等)、フッ素含有単量体(フッ化ビニリデン等)、ビニルエステル(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、イソブタン酸ビニル、イソデカン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等)、ビニルエーテル(セチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル等)、芳香族ビニル(スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン等)、ビニルアルキルケトン、ジエン(ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等)、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリレート(ベンジル(メタ)アクリレート、ポリシロキサンを有する(メタ)アクリレート等)、アリルエステル(酢酸アリル等)、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルカルバゾール、イミド基含有単量体(マレイミド、N−メチルマレイミド等)が挙げられる。
単量体dは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The polymer A is a unit (hereinafter, referred to as “monomer d”) based on a monomer other than the monomer a, the monomer b, the monomer c1, and the monomer c2 as necessary (hereinafter, referred to as “monomer d”). , "Unit d") may be further contained.
Examples of the monomer d include olefins (eg, ethylene), fluorine-containing monomers (eg, vinylidene fluoride), and vinyl esters (eg, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl isobutanoate, vinyl isodecanoate, and vinyl stearate). , Vinyl ether (cetyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, 2-chloroethyl vinyl ether, etc.), aromatic vinyl (styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, etc.), vinyl alkyl ketone, diene (butadiene, isoprene) , Chloroprene, etc.), (meth) acrylic acid, (meth) acrylate (benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylate having polysiloxane, etc.), allyl ester (allyl acetate, etc.), N-vinylpyrrolidone, N Vinylacetamide, N- vinyl carbazole, an imido group-containing monomer (maleimide, N- methylmaleimide, etc.).
As the monomer d, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
重合体Aの各単位の割合は下記の通りである。
アクリレート単位の割合は、重合体A中の全単位100モル%のうち、0モル%以上40モル%未満であり、0〜20モル%が好ましく、0〜10モル%がより好ましく、重合体Aはアクリレート単位を含有しないことがさらに好ましい。重合体Aにおけるアクリレート単位の割合が0モル%以上であるため、物品及び耐水耐油紙の耐油性がよくなる。重合体Aにおけるアクリレート単位の割合が40モル%未満であるため、耐水耐油剤組成物の泡立ちが少なくなり、耐水耐油剤組成物の使用時の作業性がよくなる。
重合体Aにおける式(1)のR1が水素原子である化合物に基づく単位の含有割合は、重合体A中の全単位100モル%のうち、40モル%未満が好ましく、0〜20モル%がより好ましく、0〜10モル%がさらに好ましい。重合体Aは式(1)のR1が水素原子である化合物に基づく単位を含有しないことが特に好ましい。重合体Aにおける式(1)のR1が水素原子である化合物に基づく単位の含有割合が上記範囲内であると、物品及び耐水耐油紙の耐油性がよりよくなり、耐水耐油剤組成物の泡立ちがより少なくなる。 単位aの割合は、重合体A中の全単位100質量%のうち、60〜98質量%であり、66〜86質量%が好ましく、70〜82質量%がより好ましく、74〜78質量%がさらに好ましい。単位aの割合が60質量%以上であるため、物品及び耐水耐油紙の耐水性及び耐油性がよくなる。単位aの割合が98質量%以下であるため、耐水耐油剤組成物に含まれる重合体Aの分散性が良好になり、耐水耐油剤組成物の安定性がよくなる。
単位bの割合は、重合体A中の全単位100質量%のうち、1〜20質量%であり、7〜17質量%が好ましく、9〜15質量%がより好ましく、11〜13質量%がさらに好ましい。単位bの割合が1質量%以上であるため、耐水耐油剤組成物に含まれる重合体Aの分散性が良好になり、耐水耐油剤組成物の安定性がよくなる。単位bの割合が20質量%以下であるため、物品及び耐水耐油紙の耐水性及び耐油性が優れる。
単位cの割合は、重合体A中の全単位100質量%のうち、1〜20質量%であり、7〜17質量%が好ましく、9〜15質量%がより好ましく、11〜13質量%がさらに好ましい。単位cの割合が1質量%以上であるため、重合体Aの水分散安定性がよくなる。単位cの割合が20質量%以下であるため、物品及び耐水耐油紙の耐水性及び耐油性が優れる。
単位dの割合は、重合体A中の全単位100質量%のうち、0〜38質量%が好ましく、0〜20質量%がより好ましく、0〜12質量%がさらに好ましい。単位dの割合が前記範囲の上限値以下であれば、本発明の効果が損なわれにくい。
The ratio of each unit of the polymer A is as follows.
The proportion of the acrylate unit is from 0 mol% to less than 40 mol%, preferably from 0 mol% to 20 mol%, more preferably from 0 mol% to 10 mol%, of the total unit 100 mol% in the polymer A. More preferably does not contain an acrylate unit. Since the ratio of the acrylate unit in the polymer A is 0 mol% or more, the oil resistance of the article and the water- and oil-resistant paper is improved. Since the proportion of the acrylate unit in the polymer A is less than 40 mol%, foaming of the water and oil resistant composition is reduced, and workability at the time of using the water and oil resistant composition is improved.
The content ratio of the unit based on the compound in which R 1 of the formula (1) in the polymer A is a hydrogen atom is preferably less than 40 mol%, preferably 0 to 20 mol%, of 100 mol% of all units in the polymer A. Is more preferable, and 0 to 10 mol% is further preferable. It is particularly preferred that the polymer A does not contain a unit based on the compound of the formula (1) wherein R 1 is a hydrogen atom. When the content of the unit based on the compound in which R 1 of the formula (1) in the polymer A is a hydrogen atom in the polymer A is within the above range, the oil resistance of the article and the water and oil resistant paper is improved, and the water and oil resistant composition of the water and oil resistant composition is improved. Less foaming. The proportion of the unit a is 60 to 98% by mass, preferably 66 to 86% by mass, more preferably 70 to 82% by mass, and more preferably 74 to 78% by mass based on 100% by mass of all units in the polymer A. More preferred. Since the ratio of the unit a is 60% by mass or more, the water resistance and oil resistance of the article and the water and oil resistant paper are improved. Since the ratio of the unit a is 98% by mass or less, the dispersibility of the polymer A contained in the water and oil resistant composition becomes good, and the stability of the water and oil resistant composition becomes good.
The proportion of the unit b is 1 to 20% by mass, preferably 7 to 17% by mass, more preferably 9 to 15% by mass, and preferably 11 to 13% by mass based on 100% by mass of all units in the polymer A. More preferred. Since the proportion of the unit b is 1% by mass or more, the dispersibility of the polymer A contained in the water and oil resistant composition is improved, and the stability of the water and oil resistant composition is improved. Since the ratio of the unit b is 20% by mass or less, the water resistance and oil resistance of the article and the water and oil resistant paper are excellent.
The proportion of the unit c is 1 to 20% by mass, preferably 7 to 17% by mass, more preferably 9 to 15% by mass, and preferably 11 to 13% by mass based on 100% by mass of all units in the polymer A. More preferred. Since the ratio of the unit c is 1% by mass or more, the aqueous dispersion stability of the polymer A is improved. Since the ratio of the unit c is 20% by mass or less, the water resistance and oil resistance of the article and the water and oil resistant paper are excellent.
The proportion of the unit d is preferably from 0 to 38% by mass, more preferably from 0 to 20% by mass, and still more preferably from 0 to 12% by mass based on 100% by mass of all units in the polymer A. When the ratio of the unit d is equal to or less than the upper limit of the above range, the effect of the present invention is hardly impaired.
重合体Aの質量平均分子量は、400,000以下が好ましく、10,000〜300,000がより好ましく、20,000〜200,000がさらに好ましく、30,000〜150,000が特に好ましい。重合体Aの質量平均分子量が前記範囲の下限値以上であれば、耐水耐油剤組成物に含まれる重合体Aの分散性がさらに良好になり、耐水耐油剤組成物の安定性がさらによくなる。重合体Aの質量平均分子量が前記範囲の上限値以下であれば、耐水耐油剤組成物が安定性に優れる。 The weight average molecular weight of the polymer A is preferably 400,000 or less, more preferably 10,000 to 300,000, still more preferably 20,000 to 200,000, and particularly preferably 30,000 to 150,000. When the weight average molecular weight of the polymer A is at least the lower limit of the above range, the dispersibility of the polymer A contained in the water and oil resistant composition will be further improved, and the stability of the water and oil resistant composition will be further improved. When the weight average molecular weight of the polymer A is equal to or less than the upper limit of the above range, the water and oil resistant composition will have excellent stability.
重合体Aのガラス転移温度は、35℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましい。重合体Aのガラス転移温度が前記範囲の下限値以上であれば、耐水性及び耐油性にさらに優れる物品及び耐水耐油紙が得られる。特に、混合、希釈等の際に泡立ちが起きにくく、連続操業が妨げられにくい。加えて、泡立ちに起因する塗り斑の発生が抑制されやすい。
重合体Aのガラス転移温度は、高ければ高いほどよい。重合体Aの製造のしやすさの点から、重合体Aのガラス転移温度の上限は、通常100℃である。
The glass transition temperature of the polymer A is preferably 35 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher, and further preferably 50 ° C. or higher. When the glass transition temperature of the polymer A is equal to or higher than the lower limit of the above range, an article and a water- and oil-resistant paper having further excellent water resistance and oil resistance can be obtained. In particular, foaming hardly occurs during mixing, dilution, and the like, and continuous operation is hardly hindered. In addition, the occurrence of spots due to foaming is easily suppressed.
The higher the glass transition temperature of the polymer A, the better. The upper limit of the glass transition temperature of the polymer A is usually 100 ° C. from the viewpoint of easy production of the polymer A.
重合体Aが単位cとして単量体c1に基づく単位(以下、「単位c1」と記載する。)を含有する場合、重合体Aの水分散安定性、パルプとの親和性がさらに向上する点から、単位c1の一部又は全部は、酸によって塩化された状態であることが好ましい。酸によって塩化されるのは、単位c1中のアミノ基である。
単位c1の一部又は全部を酸によって塩化された状態とするには、重合体Aを水性媒体に分散させる際に酸を使用すればよい。
前記酸としては、無機酸又は有機酸が挙げられる。酸としては、重合体Aが水に分散しやすい点から、有機酸が好ましい。
無機酸としては、例えば塩酸、臭化水素酸、スルホン酸、硝酸、リン酸が挙げられる。
有機酸としては、例えば酢酸、ギ酸、プロピオン酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、イタコン酸、酒石酸、フマル酸、コハク酸、アジピン酸、シュウ酸、マレイン酸が挙げられる。有機酸としては、重合体Aが水に分散しやすい点と作業上の安全性の点から、酢酸、乳酸、リンゴ酸が好ましく、酢酸がより好ましい。
When the polymer A contains a unit based on the monomer c1 as the unit c (hereinafter, referred to as “unit c1”), the water dispersion stability of the polymer A and the affinity with pulp are further improved. Therefore, it is preferable that part or all of the unit c1 is in a state of being salified by an acid. What is salified by the acid is the amino group in the unit c1.
In order to convert a part or all of the unit c1 into a state of being salified by an acid, an acid may be used when dispersing the polymer A in an aqueous medium.
Examples of the acid include an inorganic acid and an organic acid. As the acid, an organic acid is preferable because the polymer A is easily dispersed in water.
Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfonic acid, nitric acid, and phosphoric acid.
Examples of the organic acid include acetic acid, formic acid, propionic acid, lactic acid, citric acid, malic acid, itaconic acid, tartaric acid, fumaric acid, succinic acid, adipic acid, oxalic acid, and maleic acid. As the organic acid, acetic acid, lactic acid, and malic acid are preferable, and acetic acid is more preferable, from the viewpoint that the polymer A is easily dispersed in water and the safety in operation.
重合体Aは例えば、単量体aと単量体bと単量体c1及び単量体c2のいずれか一方又は両方とを含む混合物aを重合することで得られる。混合物aは、必要に応じて単量体dをさらに含んでもよい。
重合体Aの重合法としては、例えば溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法が挙げられる。重合安定性の点から、溶液重合法が好ましい。溶液重合法は、重合開始剤の存在下、重合溶媒中にて混合物aを重合する方法である。溶液重合法においては、必要に応じて連鎖移動剤を用いてもよい。
The polymer A is obtained, for example, by polymerizing a mixture a containing a monomer a, a monomer b, and one or both of a monomer c1 and a monomer c2. The mixture a may further include a monomer d as needed.
Examples of the polymerization method of the polymer A include a solution polymerization method, a suspension polymerization method, and an emulsion polymerization method. Solution polymerization is preferred from the viewpoint of polymerization stability. The solution polymerization method is a method of polymerizing the mixture a in a polymerization solvent in the presence of a polymerization initiator. In the solution polymerization method, a chain transfer agent may be used as necessary.
重合溶媒としては、例えば、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)、アルコール(イソプロピルアルコール等)、ダイアセトンアルコール、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチル等)、エーテル(ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等)、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素(ペルクロロエチレン、トリクロロ−1,1,1−エタン、トリクロロトリフルオロエタン、ジクロロペンタフルオロプロパン等)、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ブチロアセトン、ジメチルスルホキシド、グリコールエーテル(プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等)、水が挙げられる。
重合溶媒としては、重合体Aが水に分散しやすいことから親水性有機溶媒が好ましい。また、後述の分散液から重合溶媒を除去しやすい点から、沸点が相対的に低い有機溶媒、水と共沸混合物を形成し得る有機溶媒が好ましい。
Examples of the polymerization solvent include ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone), alcohols (eg, isopropyl alcohol), diacetone alcohol, esters (eg, ethyl acetate, butyl acetate), ethers (eg, diisopropyl ether, tetrahydrofuran), and fats. Group hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons (perchloroethylene, trichloro-1,1,1-ethane, trichlorotrifluoroethane, dichloropentafluoropropane, etc.), N, N-dimethylformamide, N-methyl -2-pyrrolidone, butylacetone, dimethyl sulfoxide, glycol ether (propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol, Polypropylene glycol, etc.), and water.
As the polymerization solvent, a hydrophilic organic solvent is preferable because the polymer A is easily dispersed in water. In addition, an organic solvent having a relatively low boiling point and an organic solvent capable of forming an azeotropic mixture with water are preferable because the polymerization solvent is easily removed from the dispersion described below.
親水性有機溶媒とは、水と任意の割合で均一に混合できる溶媒である。親水性有機溶媒の具体例としては、例えば、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン等)、アルコール(メタノール、エタノール、2−プロパノール等)、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチル等)、エーテル(ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等)が挙げられる。親水性有機溶媒としては、各単量体の溶解性の点から、ケトンが好ましく、アセトン又はメチルエチルケトンがより好ましい。 The hydrophilic organic solvent is a solvent that can be uniformly mixed with water at an arbitrary ratio. Specific examples of the hydrophilic organic solvent include ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone), alcohols (eg, methanol, ethanol, 2-propanol), esters (eg, ethyl acetate, butyl acetate), and ethers (eg, diisopropyl ether, tetrahydrofuran). Is mentioned. As the hydrophilic organic solvent, ketones are preferable, and acetone or methyl ethyl ketone is more preferable, from the viewpoint of solubility of each monomer.
沸点が相対的に低い有機溶媒としては、沸点が80℃以下の有機溶媒が好ましい。具体的には、例えば、アセトン、メタノール、エタノールが挙げられる。
水と共沸混合物を形成し得る有機溶媒の具体例としては、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ダイアセトンアルコール、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンが挙げられる。
As the organic solvent having a relatively low boiling point, an organic solvent having a boiling point of 80 ° C. or less is preferable. Specific examples include acetone, methanol, and ethanol.
Specific examples of organic solvents capable of forming an azeotrope with water include propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol, tripropylene glycol, diacetone alcohol, methanol, ethanol, propanol, acetone , Methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone.
重合溶媒としては、重合体Aが水に分散しやすく、沸点が相対的に低く、かつ水と共沸混合物を形成し得る点で、ケトンが好ましく、アセトン又はメチルエチルケトンがより好ましい。
重合溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
As the polymerization solvent, ketone is preferable, and acetone or methyl ethyl ketone is more preferable, since the polymer A is easily dispersed in water, has a relatively low boiling point, and can form an azeotropic mixture with water.
One type of polymerization solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化物、アゾ化合物が挙げられる。
過酸化物としては、例えば、ベンジルペルオキシド、ラウリルペルオキシド、スクシニルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシピバレートが挙げられる。
アゾ化合物としては、例えば、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、4,4’−アゾビス(4−シアノヴァレリックアシッド)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2、4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(2−シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド)が挙げられる。
重合開始剤としては、単量体の反応性の点から、過酸化物の中でも、tert−ブチルペルオキシピバレートが好ましい。アゾ化合物の中でも、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)が好ましい。
Examples of the polymerization initiator include ammonium persulfate, potassium persulfate, peroxide, and azo compound.
Examples of the peroxide include benzyl peroxide, lauryl peroxide, succinyl peroxide, and tert-butylperoxypivalate.
Examples of the azo compound include dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), and 4,4′-azobis (4-cyanonova). Relic acid), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4 -Dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane], 2,2'-azobisisobutyi Lonitrile, 1,1'-azobis (2-cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propion Bromide), and the like.
As the polymerization initiator, tert-butyl peroxypivalate is preferable among peroxides from the viewpoint of monomer reactivity. Among the azo compounds, dimethyl-2,2'-azobis (2-methylpropionate) is preferable.
連鎖移動剤としては、例えば、アルキルメルカプタン(tert−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、ステアリルメルカプタン等)、アミノエタンチオール、メルカプトエタノール、チオグリコール酸、3−メルカプトプロピオン酸、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンが挙げられる。ただし、混合物aの重合の際には、重合度の低いオリゴマーの生成を抑制しやすいため、連鎖移動剤を使用しないことが好ましい。 Examples of the chain transfer agent include alkyl mercaptans (tert-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, stearyl mercaptan, etc.), aminoethanethiol, mercaptoethanol, thioglycolic acid, 3-mercaptopropionic acid, 2,4-diphenyl-4. -Methyl-1-pentene. However, when the mixture a is polymerized, it is preferable not to use a chain transfer agent because the formation of oligomers having a low degree of polymerization is easily suppressed.
混合物a中の各単量体の割合は、前述の重合体Aにおける各単位の割合と同様であり、好ましい範囲も同様である。
混合物aの濃度は、全原料(重合溶媒を含む。)100質量%のうち、5〜70質量%が好ましく、10〜60質量%がより好ましい。
重合開始剤の量は、混合物aの100質量部に対して、0.1〜2.0質量部が好ましい。
連鎖移動剤の量は、混合物aの100質量部に対して、0〜1質量部が好ましい。
重合温度は、重合開始剤を効率よく使う点から、重合開始剤の半減期温度以上が好ましく、30〜90℃がより好ましい。
The ratio of each monomer in the mixture a is the same as the ratio of each unit in the polymer A, and the preferable range is also the same.
The concentration of the mixture a is preferably from 5 to 70% by mass, more preferably from 10 to 60% by mass based on 100% by mass of all the raw materials (including the polymerization solvent).
The amount of the polymerization initiator is preferably from 0.1 to 2.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the mixture a.
The amount of the chain transfer agent is preferably from 0 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the mixture a.
The polymerization temperature is preferably equal to or higher than the half-life temperature of the polymerization initiator, and more preferably 30 to 90 ° C., from the viewpoint of efficiently using the polymerization initiator.
混合物aが単量体c1を含む場合、混合物aを重合した後、重合体Aを含む溶液と、酸及び水とを混合し、重合体Aにおける単位c1の一部又は全部を酸によって塩化して、重合体Aを水性媒体に分散させ、分散液Aを得てもよい。この際、重合体Aを含む溶液に酸及び水を加えてもよく、酸及び水に重合体Aを含む溶液を加えてもよい。
混合の際に使用する酸の量は、重合体Aの水分散安定性、パルプとの親和性の点から、重合体A中の単位c1の量、すなわちアミノ基の量に対して0.1〜20当量が好ましく、0.5〜10当量がより好ましい。
塩化の際に用いる水(希釈用の水を除く。)の量は、重合体Aの水分散安定性の点から、重合体Aの100質量部に対して、100〜1,000質量部が好ましく、100〜600質量部がより好ましい。
When the mixture a contains the monomer c1, after the mixture a is polymerized, a solution containing the polymer A, an acid and water are mixed, and a part or all of the units c1 in the polymer A is salified with an acid. Then, the polymer A may be dispersed in an aqueous medium to obtain a dispersion A. At this time, an acid and water may be added to the solution containing the polymer A, or a solution containing the polymer A may be added to the acid and water.
The amount of the acid used at the time of mixing is 0.1 to the amount of the unit c1 in the polymer A, that is, the amount of the amino group, from the viewpoint of the aqueous dispersion stability of the polymer A and the affinity for pulp. -20 equivalents are preferred, and 0.5-10 equivalents are more preferred.
The amount of water (excluding water for dilution) used in the salification is preferably 100 to 1,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer A from the viewpoint of the stability of the aqueous dispersion of the polymer A. Preferably, 100 to 600 parts by mass is more preferable.
混合物aが単量体c1を含む場合、重合体Aの水分散安定性、パルプとの親和性がさらに向上する点から、重合反応後に単位c1中のアミノ基をオキサイド化してもよい。オキサイド化する場合には、塩化後又は有機溶媒の除去後に、過酸化水素を混合して酸化してもよい。高pH条件における耐水耐油剤組成物が安定になりやすいため、オキサイド化は、アミノ基の一部又は全部について行うことが好ましく、アミノ基の全部について行うことがより好ましい。アミノ基はオキサイド化されると酸によって塩化された状態にならない。そこで、アミノ基の一部をオキサイド化する場合には、オキサイド化されなかったアミノ基を酸によって塩化することが好ましい。 When the mixture a contains the monomer c1, the amino group in the unit c1 may be oxidized after the polymerization reaction from the viewpoint of further improving the aqueous dispersion stability of the polymer A and the affinity with pulp. When oxidized, hydrogen chloride may be mixed and oxidized after salification or removal of the organic solvent. Oxidation is preferably performed on some or all of the amino groups, and more preferably on all of the amino groups, since the water- and oil-resistant composition under high pH conditions tends to be stable. When the amino group is oxidized, it does not become salified by the acid. Therefore, when a part of the amino group is oxidized, it is preferable to salify the non-oxidized amino group with an acid.
分散液Aには重合体Aを合成する際に用いた重合溶媒等の有機溶媒が含まれている。分散液Aから有機溶媒の少なくとも一部を除去することが好ましい。
分散液Aから有機溶媒を除去する方法としては、ストリッピング(揮散)処理、蒸留、バブリング等の方法が挙げられる。有機溶媒の除去速度を速めるために、有機溶媒を除去する際に、減圧してもよく、加熱してもよく、減圧及び加熱を組み合わせてもよい。
有機溶媒が親水性有機溶媒である場合、効率よく有機溶媒を除去できる点から、下記の除去方法によって分散液Aから有機溶媒を除去することが好ましい。
除去方法:分散液Aを気体導出口を有する密閉容器に充填して液相と気相を形成し、液相の液体の一部を小滴化して気相に接触させることによって小滴中の有機溶媒を気化させるとともに、気化した有機溶媒を含む気相の気体を密閉容器の気体導出口から取り出すことによって、液相中の有機溶媒量を減少させる方法。ここで、小滴とは、粒子径が1000μm以下の液滴である。
The dispersion A contains an organic solvent such as a polymerization solvent used when synthesizing the polymer A. It is preferable to remove at least a part of the organic solvent from the dispersion A.
Examples of the method for removing the organic solvent from the dispersion A include methods such as stripping (volatilization), distillation, and bubbling. In order to increase the removal rate of the organic solvent, when removing the organic solvent, the pressure may be reduced, heated, or a combination of reduced pressure and heating.
When the organic solvent is a hydrophilic organic solvent, it is preferable to remove the organic solvent from the dispersion A by the following removal method from the viewpoint that the organic solvent can be removed efficiently.
Removal method: Dispersion liquid A is filled in a closed container having a gas outlet to form a liquid phase and a gas phase, and a part of the liquid in the liquid phase is formed into small droplets and brought into contact with the gas phase to remove the liquid. A method of reducing the amount of an organic solvent in a liquid phase by vaporizing an organic solvent and extracting a gaseous gas containing the vaporized organic solvent from a gas outlet of a closed container. Here, the small droplet is a droplet having a particle diameter of 1000 μm or less.
液相の液体の一部を小滴化して気相に接触させるには、密閉容器の内部又は外部に液相の液体を循環させる循環系を設け、循環系によって液相の液体の一部を取り出し、液体の温度を調整して気相中に小滴化して吐出させることが好ましい。特に、密閉容器に液相の液体を導出する液体導出口と気相に液体を導入する液体導入口とを設け、循環系を液体導出口と液体導入口との間に形成された外部循環系とし、外部循環系がその中を流れる液体の温度及び圧力を調整する手段を有していることがより好ましい。循環系内の液体の温度、圧力を有機溶媒が気化しやすい条件に調整することにより、より効率的に有機溶媒を除去できる。
分散液Aには後述する他の成分を添加してもよく、水性媒体等で希釈してもよい。希釈用の水性媒体としては、水が好ましい。
In order to make a part of the liquid in the liquid phase small and contact with the gas phase, a circulation system for circulating the liquid in the inside or outside of the closed vessel is provided, and a part of the liquid in the liquid is circulated by the circulation system. It is preferable to take out the liquid, adjust the temperature of the liquid, and make the liquid into small droplets for discharge. In particular, a liquid outlet for introducing the liquid in the liquid phase and a liquid inlet for introducing the liquid into the gas phase are provided in the closed container, and the circulation system is formed as an external circulation system formed between the liquid outlet and the liquid inlet. More preferably, the external circulation system has means for adjusting the temperature and pressure of the liquid flowing therein. The organic solvent can be more efficiently removed by adjusting the temperature and pressure of the liquid in the circulating system to conditions under which the organic solvent is easily vaporized.
Other components described below may be added to the dispersion A, or may be diluted with an aqueous medium or the like. As the aqueous medium for dilution, water is preferable.
(重合体B)
重合体Bは、単位aと単位cとを特定の割合で含有する。重合体Bは、アクリレート単位を特定の割合で含有する。重合体Bにおいては、単位a及び単位cの少なくとも一部がアクリレート単位であることが好ましい。
重合体Bは、必要に応じて単位bをさらに含有してもよい。
重合体Bは、本発明の効果を損なわない範囲において、単位dをさらに含有してもよい。重合体Bにおける単量体a〜dの具体例は、重合体Aに関して各単量体の具体例について述べた内容と同様である。
(Polymer B)
The polymer B contains the unit a and the unit c at a specific ratio. The polymer B contains an acrylate unit in a specific ratio. In the polymer B, at least a part of the units a and c is preferably an acrylate unit.
The polymer B may further contain a unit b as needed.
The polymer B may further contain a unit d as long as the effects of the present invention are not impaired. Specific examples of the monomers a to d in the polymer B are the same as those described for the specific examples of each monomer in the polymer A.
重合体Bが含有する単位aは、物品及び耐水耐油紙の耐油性がさらに向上する点から、化合物5に基づく単位が好ましい。
CH2=CHC(O)O−Y−(CF2)nF 式5
ただし、Yは炭素数1〜10のアルキレン基であり、nは1〜6の整数である。
式5において、Y及びnの詳細及び好ましい態様は、重合体Aについて述べた内容と同様である。
The unit a contained in the polymer B is preferably a unit based on the compound 5 from the viewpoint of further improving the oil resistance of the article and the water and oil resistant paper.
CH 2 = CHC (O) O -Y- (CF 2) n F Formula 5
Here, Y is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 6.
In Formula 5, the details and preferred embodiments of Y and n are the same as those described for the polymer A.
重合体Bが含有する単位aは、物品及び耐水耐油紙の耐油性が著しく向上する点から、CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2(CF2)6F、CH2=CHC(O)OCH2CH2(CF2)6Fに基づく単位が好ましい。 The unit a contained in the polymer B is CH 2 CC (CH 3 ) C (O) OCH 2 CH 2 (CF 2 ) 6 F, CH 2 from the viewpoint that the oil resistance of the article and the water and oil resistant paper is significantly improved. = CHC (O) OCH 2 CH 2 (CF 2) units based on 6 F are preferred.
重合体Bが単位bを含有する場合、水酸基によって重合体Bの水分散安定性がさらに向上し、重合体Bの主鎖が柔軟化され、ガラス転移温度が低下し、物品及び耐水耐油紙の耐油性が著しく向上する点から、単位bは2−ヒドロキシエチルアクリレートに基づく単位が好ましい。 When the polymer B contains the unit b, the water dispersion stability of the polymer B is further improved by the hydroxyl group, the main chain of the polymer B is softened, the glass transition temperature is lowered, and the article and the water- and oil-resistant paper The unit b is preferably a unit based on 2-hydroxyethyl acrylate in that oil resistance is significantly improved.
重合体Bが含有する単位cは、重合体Bの水分散安定性がさらに向上する点から、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート又はN,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートに基づく単位が好ましい。 The unit c contained in the polymer B is a unit based on N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate or N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate from the viewpoint of further improving the water dispersion stability of the polymer B. Is preferred.
重合体Bが単位dを含有する場合、単位dとしては重合体Aについて説明した内容と同様である。重合体Bが単位dを含有し、単位bを含有しない場合、単位dとしては、親水性の単量体が好ましく、水分散安定性及び耐水耐油紙の耐油性の点から、N−ビニルアセトアミドに基づく単位、N−ビニルピロリドンに基づく単位が好ましく、N−ビニルピロリドンに基づく単位がより好ましい。 When the polymer B contains the unit d, the unit d is the same as that described for the polymer A. When the polymer B contains the unit d and does not contain the unit b, the unit d is preferably a hydrophilic monomer, and is preferably N-vinylacetamide from the viewpoint of water dispersion stability and oil resistance of the water- and oil-resistant paper. And a unit based on N-vinylpyrrolidone is preferred, and a unit based on N-vinylpyrrolidone is more preferred.
重合体Bの各単位の割合は下記の通りである。
アクリレート単位の割合は、重合体B中の全単位100モル%のうち、40〜80モル%であり、41〜70モル%が好ましく、42〜60モル%がより好ましい。重合体Bにおけるアクリレート単位の割合が40モル%以上であるため、物品及び耐水耐油紙の耐油性がよくなる。特に、高pHのパルプスラリーに耐水耐油剤組成物を内添した場合、耐水性及び耐油性にさらに優れる耐水耐油紙が得られる。重合体Bにおけるアクリレート単位の割合が80モル%以下であるため、重合後の反応溶液の安定性および水分散後の安定性がよくなる。
重合体Bにおける式(5)で表される化合物に基づく単位の含有割合は、重合体B中の全単位100モル%のうち、40〜80モル%が好ましく、41〜70モル%がより好ましく、42〜60モル%がさらに好ましい。式(5)で表される化合物に基づく単位の含有割合が上記範囲内であると、物品及び耐水耐油紙の耐油性がよりよくなり、特に、高pHのパルプスラリーに耐水耐油剤組成物を内添した場合、耐水性及び耐油性にさらに優れる耐水耐油紙が得られ、重合後の反応溶液および水分散後の溶液がより安定になる。
単位aの割合は、重合体B中の全単位100質量%のうち、50〜98質量%であり、54〜93質量%が好ましく、59〜87質量%がより好ましく、64〜79質量%がさらに好ましい。単位aの割合が50質量%以上であるため、耐水性及び耐油性に優れる物品及び耐水耐油紙が得られる。単位aの割合が98質量%以下であるため、重合体Bの水分散安定性に優れる。
単位bの割合は、重合体B中の全単位100質量%のうち、0〜21質量%であり、5〜21質量%が好ましく、10〜21質量%がより好ましく、17〜21質量%がさらに好ましい。単位bの割合が0質量%以上であるため、耐水耐油剤組成物に含まれる重合体Bの分散性がさらに良好になり、耐水耐油剤組成物の安定性がさらによくなる。単位bの割合が21質量%以下であるため、物品の耐水性及び耐油性がよくなる。
単位cの割合は、重合体B中の全単位100質量%のうち、2〜29質量%であり、2〜25質量%が好ましく、3〜20質量%がより好ましく、4〜15質量%がさらに好ましい。単位cの割合が2質量%以上であるため、重合体Bが水分散安定性に優れる。単位cの割合が30質量%以下であるため、耐水性及び耐油性に優れる物品及び耐水耐油紙が得られる。
単位dの割合は、重合体B中の全単位100質量%のうち、0〜48質量%が好ましく、0〜39質量%がより好ましい。単位dの割合が前記範囲の上限値以下であれば、本発明の効果が損なわれにくい。
The ratio of each unit of the polymer B is as follows.
The proportion of the acrylate unit is 40 to 80 mol%, preferably 41 to 70 mol%, and more preferably 42 to 60 mol%, based on 100 mol% of all units in the polymer B. Since the proportion of the acrylate unit in the polymer B is 40 mol% or more, the oil resistance of the article and the water- and oil-resistant paper is improved. In particular, when a water- and oil-resistant agent composition is internally added to a high-pH pulp slurry, a water- and oil-resistant paper having further excellent water resistance and oil resistance can be obtained. Since the proportion of the acrylate unit in the polymer B is 80 mol% or less, the stability of the reaction solution after polymerization and the stability after dispersion in water are improved.
The content ratio of the unit based on the compound represented by the formula (5) in the polymer B is preferably 40 to 80 mol%, more preferably 41 to 70 mol%, out of 100 mol% of all units in the polymer B. , 42 to 60 mol% is more preferred. When the content ratio of the unit based on the compound represented by the formula (5) is within the above range, the oil resistance of the article and the water and oil resistant paper becomes better, and in particular, the water and oil resistant composition is added to a high pH pulp slurry. When added internally, a water- and oil-resistant paper having even better water resistance and oil resistance is obtained, and the reaction solution after polymerization and the solution after water dispersion are more stable.
The proportion of the unit a is 50 to 98% by mass, preferably 54 to 93% by mass, more preferably 59 to 87% by mass, and more preferably 64 to 79% by mass of 100% by mass of all units in the polymer B. More preferred. Since the ratio of the unit a is 50% by mass or more, an article excellent in water resistance and oil resistance and a water-resistant oil-resistant paper can be obtained. Since the ratio of the unit a is 98% by mass or less, the polymer B is excellent in water dispersion stability.
The proportion of the unit b is 0 to 21% by mass, preferably 5 to 21% by mass, more preferably 10 to 21% by mass, and preferably 17 to 21% by mass based on 100% by mass of all units in the polymer B. More preferred. Since the proportion of the unit b is 0% by mass or more, the dispersibility of the polymer B contained in the water and oil resistant composition is further improved, and the stability of the water and oil resistant composition is further improved. Since the ratio of the unit b is 21% by mass or less, the water resistance and oil resistance of the article are improved.
The proportion of the unit c is 2 to 29% by mass, preferably 2 to 25% by mass, more preferably 3 to 20% by mass, and preferably 4 to 15% by mass based on 100% by mass of all units in the polymer B. More preferred. Since the ratio of the unit c is 2% by mass or more, the polymer B has excellent water dispersion stability. Since the ratio of the unit c is 30% by mass or less, an article excellent in water resistance and oil resistance and a water-resistant oil-resistant paper can be obtained.
The proportion of the unit d is preferably from 0 to 48% by mass, more preferably from 0 to 39% by mass based on 100% by mass of all units in the polymer B. When the ratio of the unit d is equal to or less than the upper limit of the above range, the effect of the present invention is hardly impaired.
重合体Bの質量平均分子量は、80,000〜300,000が好ましく、90,000〜200,000がより好ましい。重合体Bの質量平均分子量が前記範囲の下限値以上であれば、重合体Bの水分散安定性がさらに優れる。また、耐水性及び耐油性にさらに優れる物品及び耐水耐油紙が得られる。重合体Bの質量平均分子量が前記範囲の上限値以下であれば、耐水性及び耐油性にさらに優れる物品及び耐水耐油紙が得られる。
重合体Bの分子量が80,000〜300,000であれば、重合体Bの水分散安定性がさらに向上する。
The mass average molecular weight of the polymer B is preferably from 80,000 to 300,000, more preferably from 90,000 to 200,000. When the mass average molecular weight of the polymer B is equal to or more than the lower limit of the above range, the water dispersion stability of the polymer B is further excellent. In addition, an article and a water- and oil-resistant paper which are more excellent in water resistance and oil resistance can be obtained. When the mass average molecular weight of the polymer B is equal to or less than the upper limit of the above range, an article and a water- and oil-resistant paper having more excellent water resistance and oil resistance can be obtained.
When the molecular weight of the polymer B is from 80,000 to 300,000, the aqueous dispersion stability of the polymer B is further improved.
重合体Bのガラス転移温度は、50℃以下が好ましく、40℃以下がより好ましく、35℃以下がさらに好ましい。重合体Bのガラス転移温度が前記範囲の上限値以下であれば、耐水性及び耐油性にさらに優れる物品及び耐水耐油紙が得られる。特に、高pHのパルプスラリーに耐水耐油剤組成物を内添した場合、耐水性及び耐油性にさらに優れる耐水耐油紙が得られる。
重合体Bのガラス転移温度は、低ければ低いほどよい。重合体Bの製造のしやすさの点から、重合体Bのガラス転移温度の下限は、通常−10℃である。
The glass transition temperature of the polymer B is preferably 50 ° C. or lower, more preferably 40 ° C. or lower, and further preferably 35 ° C. or lower. When the glass transition temperature of the polymer B is equal to or lower than the upper limit of the above range, an article and a water- and oil-resistant paper having further excellent water resistance and oil resistance can be obtained. In particular, when a water- and oil-resistant agent composition is internally added to a high-pH pulp slurry, a water- and oil-resistant paper having further excellent water resistance and oil resistance can be obtained.
The lower the glass transition temperature of the polymer B, the better. From the viewpoint of ease of production of the polymer B, the lower limit of the glass transition temperature of the polymer B is usually −10 ° C.
重合体Bが単位c1を含有する場合、重合体Bの水分散安定性、パルプとの親和性がさらに向上する点から、重合体Bの単位c1の一部又は全部は、酸によって塩化された状態であることが好ましい。
単位c1の一部又は全部を酸によって塩化された状態とするには、重合体Bを水分散させる際に酸を使用すればよい。酸の詳細及び好ましい態様は、重合体Aについて述べた内容と同様である。
When the polymer B contains the unit c1, a part or all of the unit c1 of the polymer B is salified by an acid from the viewpoint of further improving the water dispersion stability of the polymer B and the affinity with pulp. Preferably, it is in the state.
In order to convert a part or all of the unit c1 into a state of being salified by an acid, an acid may be used when dispersing the polymer B in water. The details and preferred embodiments of the acid are the same as those described for the polymer A.
重合体Bは例えば、単量体aと単量体c1及び単量体c2のいずれか一方又は両方を含み、単量体a、単量体c1及び単量体c2の少なくとも一部がアクリレートである混合物bを重合することで得られる。混合物bは、必要に応じて単量体b、単量体dをさらに含んでもよい。
重合法としては、混合物aの重合について述べた内容と同様であり、好ましい重合法も同様である。必要に応じて連鎖移動剤を用いてもよい。
The polymer B contains, for example, one or both of the monomer a and the monomer c1 and the monomer c2, and at least a part of the monomer a, the monomer c1 and the monomer c2 is an acrylate. It is obtained by polymerizing a certain mixture b. The mixture b may further include a monomer b and a monomer d as needed.
The polymerization method is the same as that described for the polymerization of the mixture a, and the preferred polymerization method is also the same. If necessary, a chain transfer agent may be used.
混合物bを重合する際の重合溶媒としては、混合物aの重合について述べた内容と同様の化合物が挙げられる。混合物bの重合に用いる重合溶媒の好ましい態様も同様である。重合溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the polymerization solvent for polymerizing the mixture b include the same compounds as those described for the polymerization of the mixture a. Preferred embodiments of the polymerization solvent used for the polymerization of the mixture b are the same. One type of polymerization solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
重合開始剤としては、混合物aの重合について述べた内容と同様の化合物が挙げられ、好ましい態様も同様である。
連鎖移動剤としては、混合物aの重合について述べた内容と同様の化合物が挙げられる。重合度の低いオリゴマー成分を抑制しやすいため、連鎖移動剤を使用しないことが好ましい。
Examples of the polymerization initiator include the same compounds as those described for the polymerization of the mixture a, and preferred embodiments are also the same.
Examples of the chain transfer agent include the same compounds as those described for the polymerization of the mixture a. It is preferable not to use a chain transfer agent because oligomer components having a low degree of polymerization can be easily suppressed.
混合物b中の各単量体の割合は、前述の重合体Bにおける各単位の割合と同様であり、好ましい態様も同様である。
混合物bの濃度、連鎖移動剤の量及び重合温度の詳細は、混合物aの重合方法と同様であり、好ましい態様も同様である。
混合物bの重合においては、重合開始剤の量は、混合物bの100質量部に対して、0.1〜3.0質量部が好ましい。
The proportion of each monomer in the mixture b is the same as the proportion of each unit in the polymer B, and the preferred embodiment is also the same.
The details of the concentration of the mixture b, the amount of the chain transfer agent, and the polymerization temperature are the same as the polymerization method of the mixture a, and the preferred embodiments are also the same.
In the polymerization of the mixture b, the amount of the polymerization initiator is preferably from 0.1 to 3.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the mixture b.
混合物bが単量体c1を含む場合、混合物bを重合した後、重合体Bを含む溶液と、酸及び水とを混合し、重合体Bにおける単位c1のアミノ基の一部又は全部を酸によって塩化して、重合体Bを水性媒体に分散させ、前述の分散液Aと同様にして分散液Bを得てもよい。
混合の際に使用する酸の量及び塩化の際に用いる水の量は、分散液Aについて述べた内容と同様であり、好ましい態様も同様である。
When the mixture b contains the monomer c1, after the mixture b is polymerized, a solution containing the polymer B, an acid and water are mixed, and a part or all of the amino group of the unit c1 in the polymer B is acidified. The polymer B may be dispersed in an aqueous medium to obtain a dispersion B in the same manner as in the dispersion A described above.
The amount of acid used for mixing and the amount of water used for salification are the same as those described for the dispersion A, and the preferred embodiments are also the same.
混合物bが単量体c1を含む場合、重合体Bの水分散安定性、パルプとの親和性がさらに向上する点から、単位c1中のアミノ基をオキサイド化してもよい。重合体Bにおける単位c1をオキサイド化する場合、塩化後又は有機溶媒の除去後に、過酸化水素を混合して重合体Bを酸化してもよい。オキサイド化の詳細及び好ましい態様は、重合体Aについて前述した内容と同様である。 When the mixture b contains the monomer c1, the amino group in the unit c1 may be oxidized from the viewpoint of further improving the aqueous dispersion stability of the polymer B and the affinity with pulp. When the unit c1 in the polymer B is oxidized, the polymer B may be oxidized by mixing with hydrogen peroxide after salification or after removing the organic solvent. The details and preferred embodiments of the oxidization are the same as those described above for the polymer A.
分散液Bには重合体Bを合成する際に用いた重合溶媒等の有機溶媒が含まれている。分散液Bから有機溶媒の少なくとも一部を除去することが好ましい。
分散液Bから有機溶媒を除去する方法としては、前述の分散液Aから有機溶媒を除去する方法と同様の方法が挙げられ、好ましい態様も同様である。
Dispersion B contains an organic solvent such as a polymerization solvent used for synthesizing polymer B. It is preferable to remove at least a part of the organic solvent from the dispersion B.
Examples of the method for removing the organic solvent from the dispersion B include the same method as the method for removing the organic solvent from the dispersion A described above, and a preferable embodiment is also the same.
分散液Bには、分散液Aと同様に後述の他の成分を添加してもよく、水性媒体等で希釈してもよい。また、重合体Bが単位c1を含有する場合、重合体Bの水分散安定性、パルプとの親和性を向上させるために、単位c1中のアミノ基をオキサイド化してもよい。 The dispersion B may be added with other components described below as in the case of the dispersion A, or may be diluted with an aqueous medium or the like. When the polymer B contains the unit c1, the amino group in the unit c1 may be oxidized in order to improve the aqueous dispersion stability of the polymer B and the affinity with pulp.
(水性媒体)
水性媒体は、水を主成分とする液状媒体である。耐水耐油剤組成物においては、水性媒体が有機溶媒を含んでもよい。耐水耐油剤組成物における水性媒体は、例えば、水と共沸混合物を形成し得る有機溶媒を含んでもよい。
(Aqueous medium)
The aqueous medium is a liquid medium containing water as a main component. In the water and oil resistant composition, the aqueous medium may contain an organic solvent. The aqueous medium in the water and oil resistant composition may include, for example, an organic solvent that can form an azeotrope with water.
(他の成分)
他の成分としては、例えば、従来公知の添加剤が挙げられる。
添加剤の具体例としては、重合体A及び重合体B以外の紙力剤、耐水剤、樹脂、糊剤、架橋剤、触媒、有機充填材、無機充填材、支持剤、凝集剤、緩衝剤、殺菌剤、殺生物剤、金属イオン封鎖剤、界面活性剤、消泡剤、揮発性有機溶媒が挙げられる。ただし、添加剤の例示はこれらに限定されない。
(Other ingredients)
Other components include, for example, conventionally known additives.
Specific examples of the additives include paper strength agents other than the polymer A and the polymer B, a waterproofing agent, a resin, a sizing agent, a crosslinking agent, a catalyst, an organic filler, an inorganic filler, a support agent, a flocculant, and a buffering agent. Germicides, biocides, sequestering agents, surfactants, defoamers, volatile organic solvents. However, examples of the additives are not limited to these.
耐水耐油剤組成物において、重合体A及び重合体Bの固形分濃度は、10〜60質量%が好ましく、10〜50質量%がより好ましい。
耐水耐油剤組成物において、重合体Bに対する重合体Aの質量比(重合体A/重合体B)は、1/4〜4/1が好ましく、1/3〜2/1がより好ましく、1/2〜1/1がさらに好ましい。重合体Bに対する重合体Aの質量比が4/1以下であれば、耐油性にさらに優れる物品及び耐水耐油紙が得られる。重合体Bに対する重合体Aの質量比が前記範囲内であれば、耐水耐油剤組成物の泡立ちがさらに少なくなり、使用時の作業性がさらに向上する。
In the water and oil resistant composition, the solid content concentration of the polymer A and the polymer B is preferably from 10 to 60% by mass, and more preferably from 10 to 50% by mass.
In the water and oil resistant composition, the mass ratio of the polymer A to the polymer B (polymer A / polymer B) is preferably 1/4 to 4/1, more preferably 1/3 to 2/1, and 1 to 4. / 2 to 1/1 are more preferred. When the mass ratio of the polymer A to the polymer B is 4/1 or less, an article having more excellent oil resistance and a water-resistant oil-resistant paper can be obtained. When the mass ratio of the polymer A to the polymer B is within the above range, the foaming of the water and oil proofing agent composition is further reduced, and the workability during use is further improved.
耐水耐油剤組成物において水の含有量は、重合体A及び重合体Bの合計100質量部に対して、150〜100,000質量部が好ましく、150〜1,000質量部がより好ましい。
耐水耐油剤組成物において有機溶媒の含有量は30質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。有機溶媒は人体に影響を及ぼすおそれがあるため、組成物中に有機溶媒が多く含まれていると、食品接触用途には好ましくないだけでなく、耐水耐油紙の製造工程で有機溶媒が揮発して好ましくない場合もある。
The content of water in the water and oil resistant composition is preferably from 150 to 100,000 parts by mass, more preferably from 150 to 1,000 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polymer A and the polymer B in total.
The content of the organic solvent in the water and oil resistant composition is preferably 30% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less. Organic solvents may affect the human body, so if the composition contains a large amount of organic solvent, it is not only unfavorable for food contact applications, but also volatilizes in the water- and oil-resistant paper manufacturing process. May not be desirable.
耐水耐油剤組成物の消泡性パラメータは、下記に記載の消泡性試験によって測定される。前記消泡性パラメータは、500mL以下が好ましく、400mL以下がより好ましく、300mL以下がさらに好ましい。消泡性パラメータは下記消泡性試験によって測定される。下記消泡性試験に基づいて測定された消泡性パラメータが500mL以下であれば、耐水耐油剤組成物の泡立ちが少なく、耐水耐油剤組成物の使用時の作業性がさらに向上する。
消泡性試験:内径65mmのメスシリンダーと、固形分濃度が0.1質量%になるように前記耐水耐油剤組成物を水で希釈した水分散試験液を一定温度に保つ温調システムと、先端が、前記メスシリンダーの底面からの高さが420mmの位置で下向きとなるように配置された内径9mmのノズルと、前記水分散試験液を前記メスシリンダーの底面近傍から抜き出して前記ノズルから吐出させることにより前記水分散試験液を11.5L/minの流量で循環させる循環システムとを備える連続泡試験機を用いて、以下のステップ1〜7を順次行い、ステップ7で得られた泡体積(mL)を消泡性パラメータとして測定する試験。
ステップ1:前記水分散試験液の650mLを入れた前記メスシリンダーを、前記温調システムによって前記水分散試験液が18℃になるまで静置するステップ
ステップ2:前記循環システムによる循環を30秒間行うステップ
ステップ3:前記循環システムによる循環を30秒間停止するステップ
ステップ4:前記循環システムによる循環を120秒間行うステップ
ステップ5:前記循環システムによる循環を60秒間停止するステップ
ステップ6:前記循環システムによる循環を300秒間行うステップ
ステップ7:前記循環システムによる循環を停止し、停止60秒後の前記水分散試験液の液面上の泡体積(mL)を測定するステップ
The defoaming parameter of the water and oil proofing agent composition is measured by the defoaming test described below. The defoaming parameter is preferably 500 mL or less, more preferably 400 mL or less, and even more preferably 300 mL or less. The defoaming parameter is measured by the following defoaming test. If the defoaming parameter measured based on the following defoaming test is 500 mL or less, foaming of the water and oil resistant composition is small, and workability at the time of using the water and oil resistant composition is further improved.
Defoaming test: a measuring cylinder having an inner diameter of 65 mm, a temperature control system for maintaining a constant temperature of an aqueous dispersion test liquid obtained by diluting the water and oil resistant composition with water so that the solid content concentration becomes 0.1% by mass, A nozzle having an inner diameter of 9 mm disposed so that the tip is downward at a height of 420 mm from the bottom of the graduated cylinder, and the water dispersion test liquid is withdrawn from the vicinity of the bottom of the graduated cylinder and discharged from the nozzle. The following steps 1 to 7 are sequentially performed using a continuous foam tester having a circulation system for circulating the aqueous dispersion test liquid at a flow rate of 11.5 L / min. Test in which (mL) is measured as the defoaming parameter.
Step 1: The measuring cylinder containing 650 mL of the aqueous dispersion test solution is allowed to stand by the temperature control system until the temperature of the aqueous dispersion test solution reaches 18 ° C. Step 2: Circulation by the circulation system is performed for 30 seconds. Step 3: stopping the circulation by the circulation system for 30 seconds Step 4: performing the circulation by the circulation system for 120 seconds Step 5: stopping the circulation by the circulation system for 60 seconds Step 6: circulation by the circulation system Step 7: Stopping the circulation by the circulation system and measuring the foam volume (mL) on the liquid surface of the aqueous dispersion test solution 60 seconds after the stop.
耐水耐油剤組成物のpHは、2〜12が好ましく、3〜11がさらに好ましい。耐水耐油剤組成物のpHが前記範囲内であれば、耐水耐油剤組成物に含まれる重合体A及び重合体Bが分散不良による沈降、アルカリによるエステル加水分解を起こすことなく、耐水耐油剤組成物の安定性に優れる。 The pH of the water and oil resistant composition is preferably 2 to 12, and more preferably 3 to 11. When the pH of the water and oil proofing agent composition is within the above range, the polymer A and polymer B contained in the water and oil proofing agent composition do not undergo sedimentation due to poor dispersion, and do not cause ester hydrolysis by alkali. Excellent stability of objects.
耐水耐油剤組成物においては、重合体A、重合体Bがそれぞれ水性媒体中に粒子として分散していることが好ましい。
耐水耐油剤組成物について測定される平均粒子径は、5〜250nmが好ましく、10〜200nmがより好ましい。耐水耐油剤組成物の平均粒子径が前記範囲の下限値以上であれば、物品及び耐水耐油紙の耐水性及び耐油性がさらに優れる。耐水耐油剤組成物の平均粒子径が前記範囲の上限値以下であれば、耐水耐油剤組成物に含まれる重合体A及び重合体Bの分散性がさらに良好になり、耐水耐油剤組成物の安定性がさらによくなる。
In the water and oil resistant composition, it is preferable that the polymer A and the polymer B are each dispersed as particles in an aqueous medium.
The average particle diameter of the water and oil resistant composition is preferably from 5 to 250 nm, more preferably from 10 to 200 nm. If the average particle size of the water and oil resistant composition is not less than the lower limit of the above range, the water resistance and oil resistance of the article and the water and oil resistant paper are further improved. If the average particle size of the water and oil proofing agent composition is equal to or less than the upper limit of the above range, the dispersibility of the polymer A and the polymer B contained in the water and oil proofing agent composition is further improved, and the water and oil proofing agent composition Stability is further improved.
耐水耐油剤組成物は、例えば、前述の分散液Aと前述の分散液Bとを配合することで調製できる。分散液Aと分散液Bとを配合する際には、必要に応じて前述の他の成分を配合してもよく、水性媒体等で希釈して、耐水耐油剤組成物としてもよい。 The water and oil resistant composition can be prepared, for example, by blending the aforementioned dispersion A and the aforementioned dispersion B. When blending the dispersion A and the dispersion B, the above-mentioned other components may be blended as necessary, or may be diluted with an aqueous medium or the like to form a water and oil resistant composition.
耐水耐油剤組成物は種々の基材の処理及び耐水耐油紙の製造に適用できる。基材の処理及び耐水耐油紙については後述する。 The water and oil resistant composition can be applied to the treatment of various substrates and the production of water and oil resistant paper. The treatment of the base material and the water and oil resistant paper will be described later.
以上説明した本発明の耐水耐油剤組成物は、重合体Aと重合体Bとを含むため、高pHのパルプスラリーに内添した場合でも、耐油性に優れる耐水耐油紙が得られる。また、本発明の耐水耐油剤組成物によれば、希釈の際の泡立ちが少なくなるため、泡立ちに起因する塗り斑の発生が抑制され、耐水耐油剤組成物の使用時の作業性がよくなる。 Since the water and oil resistant composition of the present invention described above contains the polymer A and the polymer B, a water and oil resistant paper excellent in oil resistance can be obtained even when internally added to a high pH pulp slurry. Further, according to the water and oil resistant composition of the present invention, foaming at the time of dilution is reduced, so that the occurrence of spots due to foaming is suppressed, and workability at the time of using the water and oil resistant composition is improved.
<物品>
本発明の物品は、本発明の耐水耐油剤組成物で処理されている。
本発明の耐水耐油剤組成物で基材を処理することによって、耐水性及び耐油性が付与された物品が得られる。
<Article>
The article of the present invention has been treated with the water and oil resistant composition of the present invention.
By treating a substrate with the water and oil resistant composition of the present invention, an article having water resistance and oil resistance can be obtained.
基材としては、例えば、紙基材(紙、板紙、パルプモールド、合成繊維を原料の少なくとも一部として用いる合成紙及びその関連物);セルロース又は再生セルロースをベースとする織布又は不織布;天然又は人造繊維(木綿、酢酸セルロース、羊毛、絹等)をベースとする織布又は不織布;人工繊維又は合成繊維(ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアクリロニトリル繊維等)をベースとする織布又は不織布;皮革、人工皮革、樹脂、フィルム等のプラスチック材料、硝子、木材、金属、コンクリート、石、タイル、陶磁器、煉瓦、塗装面が挙げられる。 As the base material, for example, a paper base material (paper, paperboard, pulp mold, synthetic paper using synthetic fiber as at least a part of raw material and its related products); woven or nonwoven fabric based on cellulose or regenerated cellulose; Or woven or non-woven fabric based on artificial fibers (cotton, cellulose acetate, wool, silk, etc.); based on artificial fibers or synthetic fibers (polyamide fibers, polyester fibers, polyolefin fibers, polyurethane fibers, polyacrylonitrile fibers, etc.) Woven or non-woven fabric; leather, artificial leather, resin, plastic material such as film, glass, wood, metal, concrete, stone, tile, ceramic, brick, painted surface.
処理方法としては、本発明の耐水耐油剤組成物を基材に塗布又は含浸した後、60℃以上の環境下で基材を乾燥し、必要に応じて熱処理を施す方法等が挙げられる。乾燥、熱処理等を行うことで、より優れた耐水性及び耐油性を基材に付与できる。 Examples of the treatment method include a method of applying or impregnating the substrate with the water and oil resistant composition of the present invention, drying the substrate in an environment of 60 ° C. or higher, and performing heat treatment as necessary. By performing drying, heat treatment, and the like, more excellent water resistance and oil resistance can be imparted to the substrate.
物品としては、本発明の耐水耐油剤組成物が紙基材の処理に適している点から、耐水耐油紙、耐水耐油パルプモールドが好ましい。 As the article, a water-resistant oil-resistant paper and a water-resistant oil-resistant pulp mold are preferable because the water-resistant oil-resistant composition of the present invention is suitable for treating a paper substrate.
本発明の物品は、本発明の耐水耐油剤組成物で処理されているため耐油性に優れる。 The article of the present invention has excellent oil resistance because it is treated with the water and oil resistant composition of the present invention.
<耐水耐油紙>
本発明の耐水耐油紙は、本発明の耐水耐油剤組成物で処理されたパルプ又は紙である。
耐水耐油紙の製造方法としては、本発明の耐水耐油剤組成物を紙基材に塗布又は含浸する方法(外添加工)又は本発明の耐水耐油剤組成物を含むパルプスラリーを抄紙する方法(内添加工)が挙げられる。
外添加工及び内添加工において、本発明の耐水耐油剤組成物は水又は水性媒体で希釈して用いてもよい。本発明の製造方法において用いる耐水耐油剤組成物の固形分濃度は、10〜30質量%が好ましく、20〜25質量%がより好ましい。
<Water and oil resistant paper>
The water and oil resistant paper of the present invention is pulp or paper treated with the water and oil resistant composition of the present invention.
As a method for producing the water and oil resistant paper, a method of applying or impregnating the water and oil resistant composition of the present invention to a paper substrate (external addition) or a method of making a pulp slurry containing the water and oil resistant composition of the present invention ( Internal addition).
In the external addition step and the internal addition step, the water and oil resistant composition of the present invention may be diluted with water or an aqueous medium before use. The solid concentration of the water and oil resistant composition used in the production method of the present invention is preferably from 10 to 30% by mass, more preferably from 20 to 25% by mass.
(外添加工)
紙基材としては、水にパルプを分散したパルプスラリーの1種を単独で、又は2種以上を任意の配合率で混合し、叩解、薬剤添加を行った後に、ワイヤを用いて抄きあげたものが挙げられる。形態としては、連続した長尺のウェブ状のもの、これを裁断した枚葉状のもの、パルプモールド成型機で得られた成型体(容器等)等が挙げられる。坪量は例えば、10g/m2〜500g/m2でもよい。
(Outside additive)
As the paper base material, one kind of pulp slurry in which pulp is dispersed in water is used alone, or two or more kinds are mixed at an arbitrary mixing ratio, beaten, and a chemical is added, and then a paper is made using a wire. One. Examples of the form include a continuous long web, a sheet-like sheet obtained by cutting the web, and a molded article (a container or the like) obtained by a pulp mold molding machine. Basis weight, for example, may be 10g / m 2 ~500g / m 2 .
パルプの原料の具体例としては、例えば、針葉樹、広葉樹等の木材;バガス、稲わら、竹、葦、ヤシがら等の草本;古紙が挙げられる。パルプの原料のうち、木材、草本を用いてパルプ化したパルプをフレッシュパルプといい、古紙を用いたパルプをリサイクルパルプという。
フレッシュパルプは、製造方法に応じて異なる名称で呼ばれている。フレッシュパルプの名称としては、クラフトパルプ(KP)、サルファイトパルプ(SP)、ソーダパルプ、機械パルプ(MP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)等が挙げられる。フレッシュパルプとしては、必要に応じて単独又は複数の漂白処理を行ったものを用いてもよい。
リサイクルパルプとしては、必要に応じて離解、除塵、脱墨、漂白の各工程のうち1つの工程を行って、又は複数の工程を組み合わせて製造されたものを用いてもよい。
Specific examples of pulp raw materials include, for example, wood such as conifers and hardwoods; herbs such as bagasse, rice straw, bamboo, reeds, and palms; and used paper. Of the pulp raw materials, pulp made from wood and herbs is called fresh pulp, and pulp made from waste paper is called recycled pulp.
Fresh pulp is called by different names depending on the manufacturing method. Examples of the name of the fresh pulp include kraft pulp (KP), sulfite pulp (SP), soda pulp, mechanical pulp (MP), thermomechanical pulp (TMP), and chemithermomechanical pulp (CTMP). As the fresh pulp, one subjected to single or plural bleaching treatments as necessary may be used.
As the recycled pulp, pulp produced by performing one of the steps of defibration, dust removal, deinking, and bleaching, or combining a plurality of steps, as necessary, may be used.
紙基材は、本発明の効果を損なわない範囲内で、サイズ剤、定着剤、乾燥紙力剤、湿潤紙力剤、硫酸バンド、歩留り向上剤、染料、顔料、填料等を含んでもよい。 The paper base material may contain a sizing agent, a fixing agent, a dry strength agent, a wet strength agent, a sulfuric acid band, a retention enhancer, a dye, a pigment, a filler, and the like, as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明の耐水耐油剤組成物は、併用剤を含んでもよい。
外添加工における併用剤としては、例えば、紙力増強剤(各種澱粉、樹脂等)、サイズ剤、浸透剤、消泡剤、キレート剤、染料、顔料、染料、バインダ、酸、アルカリ、アルギネート、硫酸バンドが挙げられる。
The water and oil resistant composition of the present invention may contain a concomitant agent.
Examples of the concomitant agent in the external additive include a paper strength enhancer (various starches, resins, etc.), a sizing agent, a penetrant, a defoaming agent, a chelating agent, a dye, a pigment, a dye, a binder, an acid, an alkali, an alginate, Sulfate band.
耐水耐油剤組成物の塗布又は含浸は、抄紙後であればどの段階で行ってもよく、抄紙、ウェットプレス及び前段ドライヤを経た後のサイズプレスの段階でもよく、サイズプレスよりも後のコータを用いる段階でもよい。
耐水耐油剤組成物の塗布には、塗工機を用いてもよい。
塗工機としては、サイズプレス機、コータ、印刷機等が挙げられる。
サイズプレス機としては、ツーロールサイズプレス機、フイルムトランスファーサイズプレス機、キャレンダーサイズプレス機等が挙げられる。
コータとしては、ロールコータ、エアナイフコータ、ダイコータ、ブレードコータ、バーコータ、ビルブレードコータ、ショートドエルブレードコータ等が挙げられる。
印刷機としては、グラビア印刷機、フレキソ印刷機、オフセット印刷機等が挙げられる。
The application or impregnation of the water and oil proofing agent composition may be performed at any stage after papermaking, and may be at the stage of papermaking, size pressing after passing through a wet press and a former dryer, and a coater after the size press. The stage of use may be sufficient.
A coating machine may be used for applying the water and oil resistant composition.
Examples of the coating machine include a size press machine, a coater, and a printing machine.
Examples of the size press include a two-roll size press, a film transfer size press, and a calender size press.
Examples of the coater include a roll coater, an air knife coater, a die coater, a blade coater, a bar coater, a bill blade coater, and a short dwell blade coater.
Examples of the printing press include a gravure printing press, a flexographic printing press, and an offset printing press.
耐水耐油剤組成物を塗布又は含浸した後、紙基材を乾燥させる。乾燥方法は、熱により乾燥させる方法でもよく、熱をかけずに乾燥させる方法(風乾)でもよい。
乾燥温度は、20〜300℃が好ましく、20〜250℃がより好ましい。
After applying or impregnating the water and oil resistant composition, the paper substrate is dried. The drying method may be a method of drying with heat or a method of drying without applying heat (air drying).
The drying temperature is preferably from 20 to 300 ° C, more preferably from 20 to 250 ° C.
(内添加工)
パルプスラリーは水と水に分散されたパルプとを含む。
パルプの原料は、上記外添加工について述べた内容と同様である。パルプスラリーは、ドライパルプを離解機で離解して製造してもよく、パルプ製造設備で製造されたウェットパルプを希釈して用いてもよい。パルプスラリーの1種を単独で、又は2種以上を任意の配合率で混合したものが用いられる。
パルプスラリー中のパルプの濃度は、0.1〜10質量%が好ましい。
(Internal addition)
Pulp slurries include water and pulp dispersed in water.
The raw material of the pulp is the same as the content described for the external addition. The pulp slurry may be produced by disintegrating dry pulp with a disintegrator, or may be used by diluting wet pulp produced by a pulp production facility. One kind of pulp slurry is used alone, or two or more kinds are mixed at an arbitrary mixing ratio.
The concentration of pulp in the pulp slurry is preferably 0.1 to 10% by mass.
本発明の耐水耐油剤組成物の添加は、パルプスラリーを抄紙機のワイヤ上に供給する前であればどの段階で行ってもよい。
パルプスラリーに、併用剤を添加してもよい。内添加工における併用剤としては、例えば、凝結剤、歩留り剤、サイズ剤、紙力増強剤、顔料、染料、pH調整剤が挙げられる。
The addition of the water and oil resistant composition of the present invention may be performed at any stage before the pulp slurry is supplied onto the wire of the paper machine.
A concomitant agent may be added to the pulp slurry. Examples of the concomitant agent in the internal addition process include a coagulant, a retention agent, a sizing agent, a paper strength enhancer, a pigment, a dye, and a pH adjuster.
パルプスラリーの抄紙には、抄紙機を用いることができる。抄紙機は、パルプスラリーをワイヤ上で脱水可能な装置であればよい。抄紙機としては、長網抄紙機のような連続式の抄紙機でもよく、バッチ式のパルプモールド成型機等でもよい。バッチ式のパルプモールド成型機とは、例えば、パルプスラリーをワイヤで形成された成型枠を用いて脱水し、成型体を製造する装置である。 A paper machine can be used to make the pulp slurry. The paper machine may be any device that can dewater the pulp slurry on the wire. The paper machine may be a continuous paper machine such as a fourdrinier paper machine, or may be a batch pulp mold molding machine. The batch-type pulp mold molding machine is, for example, an apparatus for dewatering a pulp slurry using a molding frame formed of a wire to produce a molded body.
本発明の耐水耐油紙は、本発明の耐水耐油剤組成物で処理されたパルプ又は紙であるから、耐油性に優れる。 The water and oil resistant paper of the present invention is excellent in oil resistance because it is pulp or paper treated with the water and oil resistant composition of the present invention.
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の記載によって限定されない。
例6〜17、23〜34は実施例であり、例1〜5、18〜22は比較例である。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following description.
Examples 6 to 17 and 23 to 34 are Examples, and Examples 1 to 5 and 18 to 22 are Comparative Examples.
<略号>
(単量体a)
C6FMA:CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2(CF2)6F、
C6FA:CH2=CHC(O)OCH2CH2(CF2)6F。
(単量体b)
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート、
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート、
3ED:トリエチレングリコールジメタクリレート。
(単量体c1)
DMAEMA:ジメチルアミノエチルメタクリレート、
DEAEMA:ジエチルアミノエチルメタクリレート。
(単量体d)
NVP:N−ビニルピロリドン。
(重合開始剤)
V601:ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(和光純薬工業社製、V−601)。
PV:tert−ブチルペルオキシピバレート(日油会社、パーブチルPV)。
(重合溶媒)
MEK:メチルエチルケトン。
(耐水耐油剤組成物における重合体A及び重合体Bの含有量)
M1:例1〜17の耐水耐油剤組成物における各重合体の固形分濃度(質量%)。
(耐水耐油紙における重合体A及び重合体Bの含有量)
M2:例18〜34におけるパルプの乾燥後の質量に対する各重合体の固形分濃度(質量%)。
<Abbreviation>
(Monomer a)
C6FMA: CH 2 = C (CH 3) C (O) OCH 2 CH 2 (CF 2) 6 F,
C6FA: CH 2 = CHC (O ) OCH 2 CH 2 (CF 2) 6 F.
(Monomer b)
HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate,
HEA: 2-hydroxyethyl acrylate,
3ED: triethylene glycol dimethacrylate.
(Monomer c1)
DMAEMA: dimethylaminoethyl methacrylate,
DEAEMA: diethylaminoethyl methacrylate.
(Monomer d)
NVP: N-vinylpyrrolidone.
(Polymerization initiator)
V601: dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate) (V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
PV: tert-butyl peroxypivalate (NOF Corporation, Perbutyl PV).
(Polymerization solvent)
MEK: methyl ethyl ketone.
(Contents of Polymer A and Polymer B in Water and Oil Resistant Composition)
M1: The solid content concentration (% by mass) of each polymer in the water and oil resistant composition of Examples 1 to 17.
(Contents of Polymer A and Polymer B in Waterproof and Oilproof Paper)
M2: The solid content concentration (% by mass) of each polymer with respect to the dried mass of the pulp in Examples 18 to 34.
<測定方法>
(アクリレート単位の割合)
各単量体を混合して得られる混合物の組成のモル比から算出した。
<Measurement method>
(Ratio of acrylate unit)
It was calculated from the molar ratio of the composition of the mixture obtained by mixing the respective monomers.
(作業性)
耐水耐油剤組成物の作業性は、前述の消泡性試験に基づいて消泡性パラメータを測定し、下記基準にて評価した。表3,4中、消泡性試験の開始1分後の泡体積(ml)を併記した。
〇:消泡性パラメータが500mL以下である。
×:消泡性パラメータが500mL超である。
(Workability)
The workability of the water and oil proofing agent composition was evaluated by measuring the defoaming parameters based on the above-described defoaming test and by the following criteria. In Tables 3 and 4, the foam volume (ml) one minute after the start of the defoaming test is also shown.
〇: The defoaming parameter is 500 mL or less.
X: Defoaming parameter is more than 500 mL.
(耐油性試験1)
TAPPI T559cm−02法に準じた下記の方法でキット試験を行った。試験には、ひまし油、トルエンおよびn−ヘプタンを表1に示す体積比で混合した試験溶液を用いた。試験の結果はキット番号で表し、数字が大きい方が耐油性に優れる。キット試験は、試験紙の耐油性を短時間(約20秒)で知ることができ、紙の耐油性の評価に広く用いられている。評価結果は、紙の表面の表面張力に対する指標としての意味を持つ。
(Oil resistance test 1)
The kit test was performed by the following method according to the TAPPI T559cm-02 method. For the test, a test solution in which castor oil, toluene and n-heptane were mixed at the volume ratio shown in Table 1 was used. The test results are represented by kit numbers, and the larger the number, the better the oil resistance. The kit test allows the user to know the oil resistance of the test paper in a short time (about 20 seconds) and is widely used for evaluating the oil resistance of the paper. The evaluation result has a meaning as an index for the surface tension of the paper surface.
(耐油性試験2)
例18〜34の各例の耐水耐油紙を1cm四方に切り出し、試験サンプルとした。試験サンプルの上に、大豆油の約0.5mlを静かに滴下した後、試験サンプルを80℃に設定した恒温機に30分間静置した。次いで、恒温機から試験サンプルを取り出し、試験サンプルについて大豆油のしみこみ具合を目視で観察し、下記の評価基準にて評価した。
〇:油が試験サンプルに全く浸透していない。
△:油が滴下された面の一部に油が浸透しているが、裏面まで油が浸透していない。
×:油が試験サンプルの裏面まで浸透している。
(Oil resistance test 2)
The water- and oil-resistant paper of each of Examples 18 to 34 was cut into a square of 1 cm and used as a test sample. After about 0.5 ml of soybean oil was gently dropped on the test sample, the test sample was allowed to stand in a thermostat set at 80 ° C. for 30 minutes. Next, the test sample was taken out from the thermostat, and the test sample was visually observed for the degree of penetration of soybean oil, and evaluated according to the following evaluation criteria.
〇: No oil has penetrated the test sample at all.
Δ: The oil has permeated a part of the surface where the oil has been dropped, but has not penetrated to the back surface.
×: Oil has penetrated to the back surface of the test sample.
(耐水性試験)
例18〜34の各例の耐水耐油紙を1cm四方に切り出し、試験サンプルとした。試験サンプルの上に、温度が95℃〜100℃のイオン交換水の約0.5mlを静かに滴下した後、試験サンプルを60℃に設定した恒温機に30分間静置した。次いで、恒温機から取り出し、試験サンプルについて、イオン交換水のしみこみ具合を目視で観察し、下記の評価基準にて評価した。
〇:水が試験サンプルに全く浸透していない。
△:水が滴下された面の一部に水が浸透しているが、裏面まで水が浸透していない。
×:水が試験サンプルの裏面まで浸透している。
(Water resistance test)
The water- and oil-resistant paper of each of Examples 18 to 34 was cut into a square of 1 cm and used as a test sample. About 0.5 ml of ion-exchanged water having a temperature of 95 ° C. to 100 ° C. was gently dropped on the test sample, and the test sample was allowed to stand in a thermostat set at 60 ° C. for 30 minutes. Next, the sample was taken out from the thermostat, and the test sample was visually observed for the degree of penetration of ion-exchanged water, and evaluated according to the following evaluation criteria.
〇: Water does not penetrate the test sample at all.
Δ: Water permeates a part of the surface where the water is dropped, but does not permeate to the back surface.
×: Water has penetrated to the back surface of the test sample.
(耐水耐油剤組成物の製造)
例1〜34においては、以下のようにして各例の耐水耐油剤組成物を製造した。
まず、容積:約120mLのガラス製アンプル容器に、表2に示す組成で各単量体を含む混合物、重合開始剤及び重合溶媒(アセトン又はMEK)を仕込み、窒素置換を3回繰り返し、容器をゴム栓で密封した。これを、重合温度:60℃に加熱した振とう恒温槽に装着し、振とう回数を毎分110回にセットして20時間重合を行い、各重合体の溶液をそれぞれ得た。重合体A1の質量平均分子量は約80,000であり、重合体B1〜B4の質量平均分子量は130,000〜150,000であった。
次いで、撹拌翼を備える1Lの4つ口フラスコに水、各重合体を得るために仕込んだDMAEMA又はDEAEMAの1.1倍当量の酢酸を仕込み、70℃で30分保持した。水の仕込み量は、重合体の製造の際に仕込んだ単量体及び重合開始剤の合計質量の7倍の質量とした。
フラスコ内に重合体の溶液を加え、200rpmの回転数で60分間撹拌し、重合体を水に分散させた。次いで、エバポレータを用いて残存する重合溶媒(アセトン又はMEK)と水の一部を留去し、イオン交換水を加え、重合体A1及び重合体B1〜B4の分散液をそれぞれ得た。分散液中に残存する重合溶媒は、1質量%以下であった。
(Production of water and oil resistant composition)
In Examples 1 to 34, the water and oil resistant composition of each example was produced as follows.
First, a mixture containing each monomer having the composition shown in Table 2, a polymerization initiator and a polymerization solvent (acetone or MEK) were charged into a glass ampoule container having a volume of about 120 mL, and nitrogen replacement was repeated three times. Sealed with rubber stopper. This was attached to a shaking thermostat heated to a polymerization temperature of 60 ° C., and the number of times of shaking was set to 110 times per minute, and polymerization was performed for 20 hours to obtain a solution of each polymer. The weight average molecular weight of the polymer A1 was about 80,000, and the weight average molecular weights of the polymers B1 to B4 were 130,000 to 150,000.
Next, water and 1.1 eq equivalents of DMAEMA or DEAEMA acetic acid charged to obtain each polymer were charged into a 1 L four-necked flask equipped with stirring blades, and the mixture was kept at 70 ° C. for 30 minutes. The amount of water charged was 7 times the total weight of the monomers and the polymerization initiator charged during the production of the polymer.
The polymer solution was added to the flask and stirred at 200 rpm for 60 minutes to disperse the polymer in water. Next, the remaining polymerization solvent (acetone or MEK) and a part of water were distilled off using an evaporator, and ion-exchanged water was added to obtain a dispersion of the polymer A1 and the polymers B1 to B4, respectively. The polymerization solvent remaining in the dispersion was 1% by mass or less.
(例1〜17)
例1〜17においては、各重合体の含有量が表3、4に示す固形分濃度(質量%)となるように重合体A1及び重合体B1〜B4の分散液とイオン交換水とを配合して各例の耐水耐油剤組成物を製造した。各例の耐水耐油剤組成物について消泡性試験を実施して作業性を評価した。結果を表3,4に示す。
(Examples 1 to 17)
In Examples 1 to 17, the dispersions of the polymer A1 and the polymers B1 to B4 were mixed with ion-exchanged water so that the content of each polymer became the solid content concentration (% by mass) shown in Tables 3 and 4. Thus, the water and oil resistant composition of each example was produced. Workability was evaluated by performing a defoaming test on each of the water-resistant and oil-resistant agent compositions in each example. The results are shown in Tables 3 and 4.
(例18〜34)
例18〜34においては、各重合体の量がパルプの乾燥後の質量に対して表5又は6に示す固形分濃度(質量%)となるように、重合体A1及び重合体B1〜B4の分散液とイオン交換水とを配合して各例の耐水耐油剤組成物を製造した。
市販のLBKP(広葉樹漂白クラフトパルプ)とNBKP(針葉樹漂白クラフトパルプ)を6:4の質量比で混合した後、パルプ濃度が1質量%となるように水を加え、ラボ離解機を用いてパルプスラリーを製造した。100メッシュワイヤ(1インチ辺りの孔数が100であるワイヤーメッシュ)を用いてパルプ濃度が10質量%となるまで濃縮し、PFIミル(ラボ用叩解機)を用いて、フリーネス400CSFまで叩解した。再びパルプ濃度が1質量%となるまで、pHが8.5である水酸化ナトリウム水溶液を希釈水として用いて希釈し、1質量%のパルプスラリーのpHを8〜9に調整した。
次いで、ラボ離解機を用いてパルプスラリーを1分間離解し、パルプスラリーを撹拌しながら、製紙用AKDサイズ剤(ソレニス社製、製品名「H−79」)の固形分量が、パルプスラリーを乾燥した後のパルプの質量に対して0.3質量%となるように、製紙用AKDサイズ剤をパルプスラリーに添加した。
3分間撹拌を継続した後、各重合体の量がパルプスラリーを乾燥した後のパルプの質量に対して0.2質量%となるように、各例の耐水耐油剤組成物をパルプスラリーに添加し、さらに3分間撹拌を継続した。このパルプスラリーをTAPPI標準手漉き機で、坪量が50g/m2となるように抄紙した。抄紙された湿紙は、JIS P 8222に準拠してクーチ(脱水)、プレス(脱水)した後、シリンダードライヤを用いて100℃で60秒間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙を標準状態で調湿した後、各例の耐水耐油紙について耐油性試験1,2及び耐水性試験を実施した。結果を表5,6に示す。
(Examples 18 to 34)
In Examples 18 to 34, the polymers A1 and B1 to B4 were prepared so that the amount of each polymer was the solid content concentration (% by mass) shown in Table 5 or 6 with respect to the mass of the pulp after drying. The dispersion and the ion-exchanged water were blended to produce the water and oil resistant compositions of each example.
After commercially available LBKP (hardwood bleached kraft pulp) and NBKP (softwood bleached kraft pulp) are mixed at a mass ratio of 6: 4, water is added so that the pulp concentration becomes 1% by mass, and the pulp is crushed using a laboratory disintegrator. A slurry was produced. The pulp was concentrated using a 100 mesh wire (wire mesh having 100 holes per inch) until the pulp concentration became 10% by mass, and beaten to a freeness of 400 CSF using a PFI mill (lab beater). Until the pulp concentration was again 1% by mass, an aqueous sodium hydroxide solution having a pH of 8.5 was diluted as diluting water to adjust the pH of the 1% by mass pulp slurry to 8 to 9.
Next, the pulp slurry was defibrated for 1 minute using a laboratory disintegrator, and while the pulp slurry was being stirred, the solid content of the AKD sizing agent for papermaking (manufactured by Solenis, product name "H-79") was reduced by drying the pulp slurry. An AKD sizing agent for papermaking was added to the pulp slurry so that the amount became 0.3% by mass with respect to the mass of the pulp after the above.
After continuing stirring for 3 minutes, the water and oil resistant composition of each example was added to the pulp slurry such that the amount of each polymer was 0.2% by mass based on the mass of the pulp after drying the pulp slurry. Then, stirring was further continued for 3 minutes. This pulp slurry was paper-made using a TAPPI standard handmade machine so that the basis weight was 50 g / m 2 . The wet paper thus formed was subjected to a coach (dehydration) and a press (dehydration) in accordance with JIS P8222, and then dried at 100 ° C. for 60 seconds using a cylinder dryer to obtain a water- and oil-resistant paper. After adjusting the humidity of the water-resistant oil-resistant paper in a standard state, the oil resistance tests 1 and 2 and the water resistance test were performed on the water-resistant oil-resistant paper of each example. The results are shown in Tables 5 and 6.
例1〜5、18〜22は、重合体A及び重合体Bのいずれか一方のみを含む比較例である。
重合体A1を含み、重合体Bを含まない例1では、泡立ちが少なく作業性の評価に関して良好な結果であった。しかし、重合体A1を含み、重合体Bを含まない例18では、耐水耐油紙が耐油性及び耐水性に劣っていた。
重合体B1〜B4のいずれか1種類を含み、重合体Aを含まない例19〜22では、耐水耐油紙の耐油性及び耐水性の評価結果は良好であった。しかし、例2〜5では、泡立ちが多く、作業性の評価結果は不充分であった。なお、重合体B4は、国際公開第2011/021619号の実施例に記載の重合体に相当する。
例6〜17、23〜34は、重合体A及び重合体Bの両方を含む実施例である。例6〜17では、泡立ちが少なく良好な結果であった。さらに、例23〜34では耐水耐油紙の耐油性及び耐水性の評価結果は良好であった。
以上の結果から、本発明の耐水耐油剤組成物によれば、基材に優れた耐油性を付与でき、作業性に優れることが判った。
Examples 1 to 5 and 18 to 22 are Comparative Examples containing only one of Polymer A and Polymer B.
In Example 1, which contained the polymer A1 and did not contain the polymer B, the foaming was small and the result of evaluation of workability was good. However, in Example 18, which contained the polymer A1 and did not contain the polymer B, the water and oil resistant paper had poor oil resistance and water resistance.
In Examples 19 to 22, which contained any one of the polymers B1 to B4 and did not contain the polymer A, the evaluation results of the oil resistance and the water resistance of the water and oil resistant paper were good. However, in Examples 2 to 5, foaming was large, and the evaluation results of workability were insufficient. In addition, the polymer B4 corresponds to the polymer described in Examples of International Publication No. 2011/021619.
Examples 6-17 and 23-34 are examples that include both Polymer A and Polymer B. In Examples 6 to 17, good results were obtained with little foaming. Furthermore, in Examples 23 to 34, the evaluation results of the oil resistance and the water resistance of the water and oil resistant paper were good.
From the above results, it was found that according to the water and oil resistant composition of the present invention, excellent oil resistance can be imparted to the substrate and workability is excellent.
本発明の耐水耐油剤組成物は、紙等の基材に耐水性及び耐油性を付与できる。
本発明の耐水耐油紙は、食品包装容器、食品包装紙、鮮度保持剤包装紙、脱酸素剤包装紙等として有用である。
The water and oil resistant composition of the present invention can impart water resistance and oil resistance to a substrate such as paper.
The water- and oil-resistant paper of the present invention is useful as a food packaging container, a food packaging paper, a freshness retaining agent packaging paper, an oxygen scavenger packaging paper and the like.
Claims (12)
下記式1で表される単量体に基づく単位の50〜98質量%と下記式2で表される単量体に基づく単位の0〜21質量%と下記式3で表される単量体及び下記式4で表される単量体のいずれか一方又は両方に基づく単位の2〜29質量%とを含有し、かつアクリレートに基づく単位の割合が全単位に対して40〜80モル%である重合体Bと、
を含む、耐水耐油剤組成物。
CH2=C(R1)C(O)O−Y−(CF2)nF 式1
ただし、
R1は水素原子、炭素数1〜3のアルキル基又はハロゲン原子であり、
Yは炭素数1〜10のアルキレン基であり、
nは1〜6の整数である。
CH2=C(R2)−C(O)O−(R3O)q−R4 式2
ただし、
R2は水素原子又はメチル基であり、
R3は炭素数2〜4のアルキレン基であり、
qは1〜140の整数であり、qが2以上の整数である場合には、−(R3O)−は互いに同一でも、異なってもよく、
R4は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基である。
CH2=C(R5)−M−Q−NR6R7 式3
CH2=C(R5)−M−Q−N(O)R6R7 式4
ただし、式3、4において、
R5は水素原子又はメチル基であり、
Mは−C(O)O−又は−C(O)NH−であり、
Qは炭素数2〜4のアルキレン基又は水素原子の一部もしくは全部が水酸基で置換された炭素数2〜3のアルキレン基であり、
R6及びR7はそれぞれ独立に、ベンジル基、炭素数1〜8のアルキル基、水素原子の一部又は全部が水酸基で置換された炭素数2〜3のアルキル基である。 60 to 98% by mass of the unit based on the monomer represented by the following formula 1, 1 to 20% by mass of the unit based on the monomer represented by the following formula 2, and the monomer represented by the following formula 3 And 1 to 20% by mass of a unit based on one or both of the monomers represented by the following formula 4, and the ratio of the unit based on the acrylate is 0 mol% or more and 40 mol based on all units. % Polymer A,
50 to 98% by mass of the unit based on the monomer represented by the following formula 1, 0 to 21% by mass of the unit based on the monomer represented by the following formula 2, and the monomer represented by the following formula 3 And 2 to 29% by mass of a unit based on one or both of the monomers represented by the following formula 4, and the proportion of the unit based on the acrylate is 40 to 80% by mole based on all units. A certain polymer B;
A water and oil resistant composition comprising:
CH 2 = C (R 1) C (O) O-Y- (CF 2) n F Formula 1
However,
R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a halogen atom,
Y is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
n is an integer of 1 to 6.
CH 2 = C (R 2) -C (O) O- (R 3 O) q -R 4 Formula 2
However,
R 2 is a hydrogen atom or a methyl group,
R 3 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms;
q is an integer of 1 to 140, when q is an integer of 2 or more, - (R 3 O) - can be identical to each other, it may be different,
R 4 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a (meth) acryloyl group or a glycidyl group.
CH 2 CC (R 5 ) -MQ-NR 6 R 7 Formula 3
CH 2 CC (R 5 ) -MQN (O) R 6 R 7 Formula 4
However, in equations 3 and 4,
R 5 is a hydrogen atom or a methyl group,
M is -C (O) O- or -C (O) NH-,
Q is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms or an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms in which part or all of hydrogen atoms are substituted with a hydroxyl group;
R 6 and R 7 are each independently a benzyl group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkyl group having 2 to 3 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms have been substituted with hydroxyl groups.
CH2=C(R11)C(O)O−Y−(CF2)nF 式11
ただし、
R11は炭素数1〜3のアルキル基又はハロゲン原子であり、
Yは炭素数1〜10のアルキレン基であり、
nは1〜6の整数である。 The water and oil resistant composition according to claim 1, wherein the unit based on the monomer represented by the formula 1 in the polymer A is a unit based on the monomer represented by the formula 11.
CH 2 = C (R 11) C (O) O-Y- (CF 2) n F Formula 11
However,
R 11 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a halogen atom,
Y is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
n is an integer of 1 to 6.
CH2=CHC(O)O−Y−(CF2)nF 式5
ただし、
Yは炭素数1〜10のアルキレン基であり、
nは1〜6の整数である。 The unit based on the monomer represented by the formula 1 contained in the polymer B is a unit based on the monomer represented by the following formula 5; Water and oil resistant composition.
CH 2 = CHC (O) O -Y- (CF 2) n F Formula 5
However,
Y is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
n is an integer of 1 to 6.
消泡性試験:内径65mmのメスシリンダーと、固形分濃度が0.1質量%になるように前記耐水耐油剤組成物を水で希釈した水分散試験液を一定温度に保つ温調システムと、先端が、前記メスシリンダーの底面からの高さが420mmの位置で下向きとなるように配置された内径9mmのノズルと、前記水分散試験液を前記メスシリンダーの底面近傍から抜き出して前記ノズルから吐出させることにより前記水分散試験液を11.5L/minの流量で循環させる循環システムとを備える連続泡試験機を用いて、以下のステップ1〜7を順次行い、ステップ7で得られた泡体積(mL)を消泡性パラメータとして測定する試験。
ステップ1:前記水分散試験液の650mLを入れた前記メスシリンダーを、前記温調システムによって前記水分散試験液が18℃になるまで静置するステップ
ステップ2:前記循環システムによる循環を30秒間行うステップ
ステップ3:前記循環システムによる循環を30秒間停止するステップ
ステップ4:前記循環システムによる循環を120秒間行うステップ
ステップ5:前記循環システムによる循環を60秒間停止するステップ
ステップ6:前記循環システムによる循環を300秒間行うステップ
ステップ7:前記循環システムによる循環を停止し、停止60秒後の前記水分散試験液の液面上の泡体積(mL)を測定するステップ The water and oil resistant composition according to any one of claims 1 to 8, wherein a defoaming parameter measured by the following defoaming test is 500 mL or less.
Defoaming test: a measuring cylinder having an inner diameter of 65 mm, a temperature control system for maintaining a constant temperature of an aqueous dispersion test liquid obtained by diluting the water and oil resistant composition with water so that the solid content concentration becomes 0.1% by mass, A nozzle having an inner diameter of 9 mm disposed so that the tip is downward at a height of 420 mm from the bottom of the graduated cylinder, and the water dispersion test liquid is withdrawn from the vicinity of the bottom of the graduated cylinder and discharged from the nozzle. The following steps 1 to 7 are sequentially performed using a continuous foam tester having a circulation system for circulating the aqueous dispersion test liquid at a flow rate of 11.5 L / min. Test in which (mL) is measured as the defoaming parameter.
Step 1: The measuring cylinder containing 650 mL of the aqueous dispersion test solution is allowed to stand by the temperature control system until the temperature of the aqueous dispersion test solution reaches 18 ° C. Step 2: Circulation by the circulation system is performed for 30 seconds. Step 3: stopping the circulation by the circulation system for 30 seconds Step 4: performing the circulation by the circulation system for 120 seconds Step 5: stopping the circulation by the circulation system for 60 seconds Step 6: circulation by the circulation system Step 7: Stopping the circulation by the circulation system and measuring the foam volume (mL) on the liquid surface of the aqueous dispersion test solution 60 seconds after the stop.
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