JP2537038C - - Google Patents

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JP2537038C
JP2537038C JP2537038C JP 2537038 C JP2537038 C JP 2537038C JP 2537038 C JP2537038 C JP 2537038C
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paper
water
pulp
monomer
strength
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Japanese (ja)
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日本ピー・エム・シー株式会社
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多量の電解質物質が共存する抄紙系において紙力増強効果が優れる
紙力増強剤に関する。 〔従来の技術〕 近年、紙の原料である森林資源が不足し、その代替として古紙の使用比率が高
まっている。このような古紙を製祇原料に用いると、各種電解質物質が抄紙用水
に溶解し、その抄紙用水が製紙プロセスのクローズド化に伴って循環使用される
ことによりその電解質物質が次第に蓄積され、抄紙用水に多量の電解質物質が含
まれることがある。 また、海水や多量の電解質物質を含んだ河川水、工業用水を抄紙用水に用いな
ければならない場合がある。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このような多量の電解質物質を含んだ水を用いて抄紙するとき
に、乾燥紙力を増加させる乾燥紙力増強剤の有効成分として一般に広く用いられ
ているポリアクリルアミド系ポリマーを含有する紙力増強剤を用いた場合、十分
な紙力増強効果が得られないという問題があった。 本発明の目的は、多量の電解質物質を含む水を用いた抄紙系においても優れた
祇力増強効果を発揮する紙力増強剤を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、上記課題を解決するために、 (a) 下記一般式〔I〕で表される単量体0.5〜10モル%、 (式中、R1はH またはCH3、R2およびR3は各々炭素原子数1〜2 ンを表わす。) (b) α,β−不飽和ジカルボン酸およびその塩類からなる群の少なくとも1
つの単量体0.2〜5 モル%、 (c) アクリルアミドおよび/またはメタクリルアミド85〜99.3モル% を含有する単量体成分から得られる水溶性共重合体を有効成分とし、 に用いることを特徴する紙力増強剤。 2.(a)の一般式〔I〕で表される単量体が下記化学式〔II〕で表されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の紙力増強剤。 また、上記の場合において、上記(b)のα,β−不飽和ジカルボ ン酸がイタコン酸であることが好ましい。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明の紙力増強剤は、上記(a)、(b)、(c)を含有する単量体成分から得られ
る水溶性共重合体を有効成分とするものである。 上記(a)の上記一般式〔I〕で表される単量体はエステル系のカチオン性の単
量体であるが、この一般式〔I〕に属する具体的物質としては、ジメチルアミノ
エチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノプ
ロピルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート等の塩化ベンジルによ
る4級化物が挙げられる。これらの内でも、上記化学式〔II〕で表されるジメチ
ルアミノエチルメタクリレートの塩化ベンジルによる4級化物が好ましい。 上記(b)の単量体としてはマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸
などのα,β−不飽和ジカルボン酸およびそれらのナトリウム塩、カリウム塩、
アンモニウム塩等が挙げられるが、これらの内でもイタコン酸およびその塩類が
最も優れた効果を有している。勿論、これらは組合わせて併用してもよい。 上記(a)、(b)のほかに上記(c)のアクリルアミドおよび/ またはメタクリルア
ミドが共重合成分として用いられるが、これら三成分以外に、ジメチルアミノエ
チルメタクリレート等のカチオン性単量体を上記(a)成分と併用して用いても良
く、また、これらのほかに得ようとする水溶性共重合体の水溶性を害しない程度
の量のスチレン、アクリロニトリル、アクリル酸エチル等の疎水性単量体を共重
合成分に用いても良い。 上記(a)、(b)、(c)を含有する単量体成分から得られる水溶性 共重合体を製造するには、これら単量体および必要に応じて上記した他の単量体
を仕込んだ水溶液にイソプロピルアルコール、アリルアルコール、アリルスルホ
ン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウムの如き公知慣用の連鎖移動剤を適宜使用
し、単量体濃度5 〜30重量%、重合開始pH 3〜6 にて過硫酸アンモニウム、過硫
酸ナトリウム、過硫酸カリウム等のラジカル重合開始剤、あるいはこれらの過硫
酸塩と亜硫酸水素ナトリウムの如き還元剤とを組合わせたレドックス系開始剤を
加えて不活性ガス存在下に35〜95℃で1 〜10時間加温撹拌することにより製造す
る。 このようにして得られる水溶性共重合体は、15重量%溶液において、300〜100
,000 cps(25 ℃、ブルック・フィールド粘度)の粘度を有するものが良く、特
に800〜30,000 cpsのものが好ましい。 300 cps 未満の極度に低粘度(低分子量)の場合には、その水溶性共重合体を
有効成分とする紙力増強剤は紙力増強効果が劣り、また、100,000 cps より大き
い極度に高粘度(高分子量)の場合には、その水溶性共重合体が過度の凝集を起
こして抄紙した紙の地合を乱すためこの水溶性共重合体を有効成分とする紙力増
強剤は紙力低下等の悪影響をもたらす。 本発明に係わる上記(a)、(b)、(c)を含有する単量体成分から得られる水溶性
共重合体を得る際のこの(a)成分の単量体の量は、0.5〜10モル%が好ましい。こ
れが0.5 モルより少ないとその水溶性共重合体のパルプへの定着力が不十分であ
り、また、10モル%より多いとカルバモイル基を提供する(メタ)アクリルアミ
ドの共重合比率が減少するだけでなく、この(a)成分のベンジル基による多量の
疎水基が存在することとなるためその水溶性共重合体とセルロ ース繊維との水素結合を阻害するので却って紙力を低下させることになる。 また、上記(b)成分のα,β−不飽和ジカルボン酸及びその塩の少なくとも1
種は、得られる水溶性共重合体を有効成分とする紙力増強剤中に存在するその共
重合体等のカチオン部位あるいは抄紙薬品として多用されている硫酸アルミニウ
ム(硫酸バンド)のアルミニウムイオンとイオン結合を形成するアニオン部位を
提供するものであり、その使用量は0.2〜5 モル%が好ましく、0.2 モル%より
少ないとこのイオン結合を形成するにば不十分であり、5 モル%より多いと得ら
れた水溶性共重合体を用いた祇力増強剤はパルプ、特に微細繊維状のパルプを分
散させパルプの歩留り等に悪影響を及ぼす傾向が見られ好ましくない。α,β−
不飽和ジカルボン酸の中でもイタコン酸が最も好ましい。 上記(a)、(b)、(c)を含有する単量体成分から得られる水溶性共重合体を有効
成分とする本発明の紙力増強剤は、パルプの水性分散液のパルプ乾燥重量に対し
て、0.05〜4 重量%添加して使用される。その添加場所は、抄紙工程においてパ
ルプが水に良く分散している状態である所であればいずれでも良い。抄造時に公
知のサイズ剤、紙力増強剤、濾水性向上剤等を併用することは何ら支障ない。 〔作用〕 本発明に係わる水溶性共重合体はカチオン部位とアニオン部位の両方を持ち、
そのカチオン部位が負に帯電しているパルプとの静電的イオン結合をすることに
より、パルプへの定着力が優れ、また、その共重合体同士がそのカチオン部位と
アニオン部位聞のイオン結合により強く結合し、また、抄紙系に硫酸アルミニウ
ムを用いた場 合にはパルプに定着されるアルミニウムイオンとその水溶性共重合体のアニオン
部位が結合し、さらには(メタ)アクリルアミド成分による構成量のカルバモイ
ル基のパルプのセルロース繊維との水素結合形成能力により紙力増強効果を示す
と考えられる。この際、抄紙系に多量の電解質物質が存在すると、上記のイオン
結合が妨げられ、このイオン結合によるその水溶性共重合体のパルプへの定着が
妨げられるが、上記(a)成分の疎水的なベンジル基がパルプのセルロース繊維の
疎水部へ吸着し易くなるため、紙力増強効果が発揮されるものと考えられる。 この際、上記(b)成分としてα,β−不飽和ジカルボン酸を用いると、得られ
る水溶性共重合体同士におけるカチオン部位とのイオン結合や、硫酸アルミニウ
ムを併用する場合にはアルミニウムイオンとのイオン結合が一層強固になり、ま
た、2官能性の酸であるのでその水溶性共重合体に占める共重合比率をα,β−
不飽和モノカルボン酸より少なくしても同じ数のアニオン部位を得ることができ
、その少ない分だけ上記した水素結合形成能力のある(メタ)アクリルアミドの
共重合比率を高めることができるので、α,β−不飽和モノカルボン酸を用いる
よりも紙力増強効果が優れると考えられる。この優れる性能を害さない範囲であ
ればアクリル酸、メタクリル酸などのα,β−不飽和モノカル末ン酸を併用して
も良い。 〔実施例〕 以下に本発明の紙力増強剤の実施例及び応用例を示すが、本発明はこの実施例
のみに限定されるものではない。以下において%とあるのは特に断りのない限り
すべて重量%である。 実施例1 攪拌機、温度計、還流冷却管及び窒素ガス導入管を付した1l四つ口フラスコ
に脱イオン水663.1 g、50%アクリルアミド水溶液243.2g,β−メタクロイル
オキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライドの80%水溶液19.16 g,
イタコン酸4.68g,2%次亜リン酸ナトリウム水溶液12.95 gを仕込み、次いで
15%水酸化ナトリウム水溶液にてpH 4.0に調整した後、窒素ガス導入下で60℃に
昇温し、5 %過硫酸アンモニウム水溶液4.11gを加え重合反応を開始した。その
後75℃に3時間保温して重合反応を完了させた。かくして得られた重合体は不揮
発分15.5%,25 ℃ブルック・フィールド粘度 7200cps,pH 4.3の透明な水溶液で
あった。これを共重合体A とする。 【0010】 実施例2 〜8 表1記載の構成単量体成分の配合にて、実施例1と同様な重合反応を行ない共
重合体水熔液B〜Hを得た。なお同程度の粘度を得るために連鎖移動剤の量は適
宜変えて行った。 実施例で得られた共重合体の物性を表1に示した。 表1および表2(後述の比較例用)における各単量体a1 b1 b2 b3 c1 c2
d1 d2 d3 は次の通りである。 a1・・・β−メタクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニ ウムクロライド (上記化学式〔II〕の化合物) b1・・・イタコン酸 b2・・・マレイン酸 b3・・・アクリル酸 c1・・・アクリルアミド c2・・・メタクリルアミド d1・・・ジメチルアミノエチルメタクリレート d2・・・上記d1のCH3Clによる4級化物 (β−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムク ロライド) d3・・・ジメチルアミノプロピルアクリルアミド 比較例1〜7 表2記載の構成単量体成分の配合に従い、実施例1と同様に重合反応を行ない
、共重合体水溶液a〜gを得た。 比較例8 (b)成分の代わりにb3のアクリル酸のみを用い、その他の成分は表2記載の
構成単量体成分の配合に従い、実施例1と同様に重合反応を行ない、共重合体水
溶液hを得た。 上記比較例の場合も、連鎖移動剤の量は適宜変えて行った。 比較例で得られた共重合体の物性を表2に示す。 応用例1 多量の電解質物質を含む抄紙系において、本発明の紙力増強剤がどのような効
果を呈するかを明らかにするために抄紙用水として水道水 ィアン・スタンダード・フリーネス(以下CSF と略記する)399mlの段ボール古紙
の2.5 %水性分散液に硫酸バンドを2.0 %(対パルプ乾燥重量基準,以下同様)
加えた後、実施例および比較例で得られた各々の共重合体をそれぞれ1.0 %加え
た。このパルプスラリーを0.33%に希釈し、ノーブル・アンド・ウッド製の手抄
き装置にて、抄紙し(抄紙時pH 5.0)、次いでドラム・ドライヤーにて110 ℃,1
.5分間乾燥さ せ、坪量 82±2 g/m2の手抄き紙(I)および坪量165 ±3 g/m2の手抄き紙(II)を得
た。得られた手抄き紙は20℃、相対湿度65%の条件下で24時間調湿した後、手抄
き紙(I)については「比破裂強さ」、手抄き紙(II)については「比圧縮強さ」お
よび「平面圧縮強さ」を測定した。結果を表3に示す。なお各応用例における物
性の測定は下記の方法に準じて行った。なお、表中、「無添加」は上記共重合体
を添加しなかった場合である。 比破裂強さ・・・・JIS P−8112 比圧縮強さ・・・・JIS P−8126 比平面圧縮強さ・・Japan Tappi 紙パルプ試験方法No.29−78「段ボ ール用中芯の平面圧縮強さ試験方法」において、 段ぐり後相対湿度65%温度20℃の恒温恒湿室にて 24時間調湿した後測定を行った。 裂 断 長・・JIS P−8113 表3から本発明の紙力増強剤が多量に電解質物質を含む系において優れた紙力
増強効果を示すことが明らかである。 応用例2 抄紙工程のクローズド化が進行し多量の電解質物質を含む系における本発明の
紙力増強剤がどのような効果を呈するかを明らかにするために抄紙用水として各
種の塩(注1)を含む含塩水道水を調製してこれを使用し、CSF 383 mlの段ボー
ル古紙を用いて応用例1と同様の方法により紙を抄紙し、その測定を行った。結
果を表4に示す。同表より、塩が多く蓄積した抄紙系においても、本発明の紙力
増強剤が優れた紙力増強効果を示す事が明らかである。 注1)含塩水道水 水道水10l中に以下の塩を含む。 Na2SO4 6.8g CaCl2 5.0g MgCl2 1.7g K2SO4 0.6g 応用例3 流送未晒クラフトパルプを用いた抄紙系における本発明の紙力増強剤がどのよ
うな効果を呈するかを明らかにするためにCSF 532 mlの流送未晒クラフトパルプ
の2.5 %水性分散液(スラリーpH 10.5、電導 た各々の共重合体をそれぞれ0.4 %加えた。このパルプスラリーを0.33%に希釈
し、ノーブル・アンド・ウッド製の手抄き装置にて抄紙し(抄紙時pH 8.0)次い
でドラムドライヤーにて110 ℃,1.5分間乾燥させ、坪量 75 ±2 g/m2の手抄き紙
(I)および坪量150 ±2g/m2の手抄き紙(II)を得た。 得られた手抄き紙は20℃、相対湿度65%の条件下で24時間調湿した後、手抄き
紙(I)については「裂断長」、手抄き紙(II)については「比圧植強さ」を測定し
た。結果を表5に示す。同表よりリグニンソーダ等を多量に含んでいる流送未晒
クラフトパルプにおいても本発明の紙力増強剤は優れた紙力増強効果を示すこと
が明らかである。 応用例4 石膏ボード原紙における本発明の紙力増強剤がどのような効果を呈するかを明
らかにするために、石膏ボード原紙製造会社より入手したパルプ(注2)を用い
てその2.5%水性分散液にケン化ロジンサイ ズ剤(ディック・ハーキュレス(株)製PFP)を1.0 %、硫酸バンドを2.5 %加え
、次いで実施例および比較例で得られた各々の共重合体をそれぞれ0.3 %加えた
。 このパルプスラリーを0.33%に希釈し、ノーブル・アンド・ウッド製の手抄き
装置にて抄紙し、(抄紙時 pH 5.5)次いでドラムドライヤーにて110 ℃,1.5分間
乾燥させ、坪量 160±2 g/m2の手抄き紙を得た。得られた手抄き紙は20℃、相対
湿度65%の条件下で24時間調湿した後「裂断長」、「比破裂強さ」を測定した。
結果を表6に示す。 同表より石膏ボード原紙においても本発明の紙力増強剤は優れた紙力増強効果
を示すことが明らかである。 (注2) パルプは新聞古紙と雑誌古紙(CSF 160 ml)が混合されて おりこのパルプスラリーの性状分析値は次の通りである。 応用例5 抄紙工程をクローズド化した実際の系における本発明の紙力増強剤がどのよう
な効果を呈するかを明らかにするために、クローズド化の 進んだ都市近郊の板紙製造会社より入手し紙たパルプ(注3)を用いてその2.5
%水性分散液に硫酸バンド1.0 %加え、次いで、実施例および比較例で得られた
各々の共重合体をそれぞれ0.4 %加えた。このパルプスラリーを0.33%に希釈し
、ノーブル・アンド・ウッド製の手抄き装置にて抄紙し(抄紙時pH 4.5)、次い
でドラムドライヤーにて、110 ℃,1.5分間乾燥させ坪量 80 ±2 g/m2の手抄き紙
(I)および坪量160 ±2 g/m2の手抄き紙(II)を得た。得られた手抄き紙は20℃、
相対湿度65%の条件下で24時間調湿した後、手抄き紙(I)については「比破裂強
さ」、手抄き紙(II)については「比圧縮強さ」を測定した。結果を表7に示す。 同表より製紙会社で使用されている電解質物質を多量に含んでいるパルプを用
いても、本発明の紙力増強剤が優れた紙力増強効果を示すことは明らかである。 注3) パルプは段ポール古紙(CSF 416 ml)であり、このパルプ スラリーの性状分析値は次の通りである。 上記表3〜7の表から本発明の実施例の紙力増強剤が多量に電解質 物質を含む系において優れた紙力増強効果を示すことが明らかであり、(b)成
分の代わりにアクリル酸を用いた場合よりも優れることが分かる。 〔発明の効果〕 本発明の紙力増強剤は、上記(a)〜(c)を含有する単量体成分から得られ
る水溶性共重合体を有効成分とし、かつ少なくとも770 の電解質物質が含まれている抄紙系において優れた紙力増強効果を与えることが
でき、(a)成分の4級化剤に例えば塩化メチルを用いて同様に得られる水溶性
共重合体、あるいは(b)成分の代わりにα,β−不飽和モノカルボン酸を用い
て同様に得られる水溶性共重合体を有効成分とする場合よりも優れた紙力増強効
果を発揮できる。 【表1】 【表2】 【表3】 【表4】 【表5】 【表6】 【表7】
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a paper strength enhancer having an excellent paper strength enhancing effect in a papermaking system in which a large amount of an electrolyte substance coexists. [Related Art] In recent years, forest resources, which are raw materials for paper, are lacking, and the use ratio of used paper is increasing as a substitute. When such waste paper is used as a raw material for making paper, various electrolyte substances are dissolved in papermaking water, and the papermaking water is circulated and used as the papermaking process is closed. May contain large amounts of electrolyte material. In some cases, seawater, river water containing a large amount of electrolyte substances, or industrial water must be used as papermaking water. [Problems to be Solved by the Invention] However, when making paper using water containing such a large amount of electrolyte substance, it is generally widely used as an active ingredient of a dry paper strength enhancer for increasing dry paper strength. When a paper strength enhancer containing a polyacrylamide-based polymer is used, there is a problem that a sufficient paper strength enhancement effect cannot be obtained. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a paper-strengthening agent that exhibits an excellent strength-enhancing effect even in a papermaking system using water containing a large amount of an electrolyte substance. [Means for Solving the Problems] To solve the above problems, the present invention provides: (a) 0.5 to 10 mol% of a monomer represented by the following general formula [I]; (Wherein, R 1 is H or CH 3 , R 2 and R 3 each have 1 to 2 carbon atoms. To indicate (B) at least one member of the group consisting of α, β-unsaturated dicarboxylic acids and salts thereof
A water-soluble copolymer obtained from a monomer component containing 0.2 to 5 mol% of two monomers, and (c) 85 to 99.3 mol% of acrylamide and / or methacrylamide, as an active ingredient ; Paper strength agent, characterized in be used in actual. 2. 2. The paper-strengthening agent according to claim 1, wherein the monomer represented by the general formula [I] in (a) is represented by the following chemical formula [II]. In the above case, the α, β-unsaturated dicarboxylic acid in (b) is preferably itaconic acid. Next, the present invention will be described in detail. The paper strength enhancer of the present invention comprises a water-soluble copolymer obtained from a monomer component containing the above (a), (b) and (c) as an active ingredient. The monomer represented by the general formula [I] of the above (a) is an ester-based cationic monomer, and specific substances belonging to the general formula [I] include dimethylaminoethyl methacrylate. , Dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminopropyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, and the like. Among them, a quaternary product of dimethylaminoethyl methacrylate represented by the above chemical formula [II] with benzyl chloride is preferable. Examples of the monomer (b) include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, α, β-unsaturated dicarboxylic acids such as citraconic acid, and sodium and potassium salts thereof.
Examples thereof include ammonium salts. Of these, itaconic acid and salts thereof have the most excellent effects. Of course, these may be used in combination. In addition to the above (a) and (b), the acrylamide and / or methacrylamide of the above (c) is used as a copolymer component.In addition to these three components, a cationic monomer such as dimethylaminoethyl methacrylate is used. The water-soluble copolymer may be used in combination with the component (a) .In addition, a hydrophobic monomer such as styrene, acrylonitrile, or ethyl acrylate may be used in an amount that does not impair the water solubility of the water-soluble copolymer to be obtained. A monomer may be used as a copolymer component. In order to produce a water-soluble copolymer obtained from the monomer components containing (a), (b) and (c), these monomers and the other monomers described above as required are used. A known and commonly used chain transfer agent such as isopropyl alcohol, allyl alcohol, sodium allyl sulfonate and sodium hypophosphite is appropriately used in the charged aqueous solution to adjust the monomer concentration to 5 to 30% by weight and the polymerization start pH to 3 to 6. And adding a radical polymerization initiator such as ammonium persulfate, sodium persulfate or potassium persulfate, or a redox initiator in which these persulfates are combined with a reducing agent such as sodium bisulfite, in the presence of an inert gas. It is manufactured by heating and stirring at 35-95 ° C for 1-10 hours. The water-soluble copolymer thus obtained is 300 to 100% in a 15% by weight solution.
Those having a viscosity of 2,000 cps (25 ° C., Brookfield viscosity) are preferred, and those having a viscosity of 800 to 30,000 cps are particularly preferred. In the case of extremely low viscosity (low molecular weight) of less than 300 cps, a paper strength enhancer containing the water-soluble copolymer as an active ingredient is inferior in the strength of paper strength and extremely high viscosity of more than 100,000 cps. In the case of (high molecular weight), the water-soluble copolymer causes excessive coagulation and disturbs the formation of the paper-made paper. And other adverse effects. The amount of the monomer of the component (a) in obtaining the water-soluble copolymer obtained from the monomer component containing the components (a), (b), and (c) according to the present invention is 0.5 to 10 mol% is preferred. If the amount is less than 0.5 mol, the fixing ability of the water-soluble copolymer to the pulp is insufficient, and if it is more than 10 mol%, the copolymerization ratio of (meth) acrylamide which provides carbamoyl groups only decreases. In addition, since a large amount of hydrophobic groups due to the benzyl group of the component (a) are present, hydrogen bonding between the water-soluble copolymer and the cellulose fibers is inhibited, so that the paper strength is rather reduced. Further, at least one of the α, β-unsaturated dicarboxylic acid and the salt thereof of the component (b) is used.
Species are the cationic site of the copolymer and the like present in the paper strength agent containing the obtained water-soluble copolymer as an active ingredient, or aluminum ion and aluminum ion of aluminum sulfate (sulfate band), which is frequently used as a papermaking chemical. It provides an anion site for forming a bond, and its use amount is preferably 0.2 to 5 mol%, and if it is less than 0.2 mol%, it is insufficient to form this ionic bond, and if it is more than 5 mol%, it is insufficient. The strength enhancer using the obtained water-soluble copolymer disperses pulp, especially fine fibrous pulp, and tends to adversely affect the pulp yield and the like, which is not preferable. α, β-
Of the unsaturated dicarboxylic acids, itaconic acid is most preferred. The paper strength enhancer of the present invention containing a water-soluble copolymer obtained from the monomer component containing the above (a), (b) and (c) as an active ingredient is a pulp dry weight of an aqueous dispersion of pulp. And 0.05 to 4% by weight. The adding place may be any place where the pulp is well dispersed in water in the paper making process. Use of a known sizing agent, paper strength enhancer, drainage improver, or the like at the time of papermaking does not hinder at all. [Action] The water-soluble copolymer according to the present invention has both a cationic portion and an anionic portion,
The cation site forms an electrostatic ionic bond with pulp that is negatively charged, so that the pulp has excellent fixation power, and the copolymers form an ionic bond between the cation site and the anion site. When aluminum sulfate is used for the papermaking system, aluminum ions fixed to the pulp bind to the anion site of the water-soluble copolymer, and the amount of carbamoyl in the (meth) acrylamide component is further increased. It is considered that the ability of the base pulp to form hydrogen bonds with the cellulose fibers exhibits a paper strength enhancing effect. At this time, if a large amount of electrolyte substance is present in the papermaking system, the above-mentioned ionic bond is hindered, and the fixing of the water-soluble copolymer to the pulp by the ionic bond is hindered. It is considered that a strong benzyl group is easily adsorbed to the hydrophobic part of the cellulose fiber of the pulp, and thus the paper strength enhancing effect is exhibited. At this time, when the α, β-unsaturated dicarboxylic acid is used as the component (b), ionic bond with a cation site in the obtained water-soluble copolymers, or with aluminum ion when aluminum sulfate is used in combination. Since the ionic bond is further strengthened and the bifunctional acid, the copolymerization ratio in the water-soluble copolymer is α, β-
Since the same number of anion sites can be obtained even if the amount is less than that of the unsaturated monocarboxylic acid, the copolymerization ratio of the above-mentioned (meth) acrylamide capable of forming a hydrogen bond can be increased by a smaller amount. It is considered that the paper strength enhancing effect is better than using β-unsaturated monocarboxylic acid. An α, β-unsaturated monocalcenoic acid such as acrylic acid or methacrylic acid may be used in combination as long as the excellent performance is not impaired. [Examples] Examples and application examples of the paper strength enhancer of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these examples. In the following, “%” means “% by weight” unless otherwise specified. Example 1 663.1 g of deionized water, 243.2 g of a 50% aqueous acrylamide solution, 80 parts of β-methacryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride were placed in a 1 l four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and nitrogen gas inlet tube. 19.16 g% aqueous solution,
4.68 g of itaconic acid and 12.95 g of a 2% aqueous solution of sodium hypophosphite were charged.
After the pH was adjusted to 4.0 with a 15% aqueous sodium hydroxide solution, the temperature was raised to 60 ° C. under nitrogen gas introduction, and 4.11 g of a 5% aqueous ammonium persulfate solution was added to initiate the polymerization reaction. Thereafter, the temperature was kept at 75 ° C. for 3 hours to complete the polymerization reaction. The polymer thus obtained was a clear aqueous solution having a non-volatile content of 15.5%, a Brookfield viscosity of 7200 cps at 25 ° C and a pH of 4.3. This is designated as copolymer A. Examples 2 to 8 Polymerization reactions were carried out in the same manner as in Example 1 by mixing the constituent monomer components shown in Table 1 to obtain copolymer aqueous solutions B to H. In order to obtain the same viscosity, the amount of the chain transfer agent was appropriately changed. Table 1 shows the physical properties of the copolymers obtained in the examples. Each monomer a 1 b 1 b 2 b 3 c 1 c 2 in Tables 1 and 2 (for a comparative example described later)
d 1 d 2 d 3 is as follows. a 1 ... β-methacryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride (compound of the above formula [II]) b 1・ ・ ・ Itaconic acid b 2・ ・ ・ Maleic acid b 3・ ・ ・ Acrylic acid c 1・ ・ ・acrylamide c 2 · · · methacrylamide d 1 · · · dimethylaminoethylmethacrylate d 2 · · · 4 grade product by CH 3 Cl in the d 1 (beta-methacryloyloxyethyl trimethyl ammonium click Roraido) d 3 · · · dimethyl Aminopropylacrylamide Comparative Examples 1 to 7 According to the composition of the constituent monomer components shown in Table 2, a polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain copolymer aqueous solutions a to g. Comparative Example 8 using only the acrylic acid b 3 in place of the component (b), in accordance with the formulation of constituent monomer component of the other components are described in Table 2, performs the same polymerization reaction as in Example 1, the copolymer An aqueous solution h was obtained. Also in the case of the above comparative example, the amount of the chain transfer agent was appropriately changed. Table 2 shows the physical properties of the copolymer obtained in Comparative Example. Application Example 1 Tap water was used as papermaking water in order to clarify the effect of the paper strength enhancer of the present invention in a papermaking system containing a large amount of electrolyte substance. 2.0% sulfuric acid band in 2.5% aqueous dispersion of 399 ml of waste corrugated cardboard (based on dry weight of pulp, the same applies hereinafter)
After the addition, 1.0% of each of the copolymers obtained in Examples and Comparative Examples was added. The pulp slurry was diluted to 0.33%, and paper was made (pH 5.0 at the time of paper making) with a hand making device manufactured by Noble & Wood, and then 110 ° C., 1 ° C. with a drum dryer.
After drying for .5 minutes, a handmade paper (I) having a basis weight of 82 ± 2 g / m 2 and a handmade paper (II) having a basis weight of 165 ± 3 g / m 2 were obtained. The obtained handmade paper was conditioned at 20 ° C and a relative humidity of 65% for 24 hours, and then the handmade paper (I) had a “specific burst strength” and the handmade paper (II) Measured "specific compressive strength" and "plane compressive strength". Table 3 shows the results. The measurement of physical properties in each application example was performed according to the following method. In the table, "no addition" is a case where the above copolymer was not added. Specific burst strength: ··· JIS P-8112 Specific compressive strength ··· JIS P-8126 Specific plane compressive strength ··· Japan Tappi Paper pulp test method No. 29-78 “Core for corrugated ball” In the “Test method for plane compressive strength”, the humidity was controlled in a constant temperature and humidity room at a relative humidity of 65% and a temperature of 20 ° C. for 24 hours after stepping, and the measurement was performed. Break length ··· JIS P-8113 From Table 3, it is clear that the paper strength enhancer of the present invention exhibits an excellent paper strength enhancing effect in a system containing a large amount of an electrolyte substance. Application Example 2 In order to clarify the effect of the paper-strength enhancer of the present invention in a system containing a large amount of electrolyte substance due to the progress of closed paper-making process, various salts are used as paper-making water (Note 1). Was prepared and used in the same manner as in Application Example 1 using 383 ml of CSF waste corrugated paper, and the measurement was performed. Table 4 shows the results. From the table, it is clear that the paper strength enhancer of the present invention exhibits an excellent paper strength enhancing effect even in a papermaking system in which a large amount of salt has accumulated. Note 1) Salt-containing tap water The following salts are contained in 10 liters of tap water. Na 2 SO 4 6.8 g CaCl 2 5.0 g MgCl 2 1.7 g K 2 SO 4 0.6 g Application Example 3 In order to clarify the effect of the paper-strength enhancer of the present invention in a papermaking system using unbleached kraft pulp, 532 ml of CSF was used. Dispersion (slurry pH 10.5, conductive Each copolymer was added in an amount of 0.4%. This pulp slurry was diluted to 0.33%, paper-made with a hand-making device manufactured by Noble & Wood (pH 8.0 during paper-making), dried at 110 ° C. for 1.5 minutes with a drum dryer, and weighed 75 ± 2 g. / m 2 of hand-made paper
(I) and handmade paper (II) having a basis weight of 150 ± 2 g / m 2 were obtained. The obtained handmade paper was conditioned at 20 ° C. and a relative humidity of 65% for 24 hours, and then the handmade paper (I) had a “break length” and the handmade paper (II) had a "Specific pressure planting strength" was measured. Table 5 shows the results. From the table, it is clear that the paper strength-enhancing agent of the present invention also exhibits an excellent paper strength-enhancing effect even in unbleached kraft pulp containing a large amount of lignin soda and the like. Application Example 4 In order to clarify the effect of the paper strength enhancer of the present invention on gypsum board base paper, pulp (Note 2) obtained from a gypsum board base paper manufacturer was used, and its 2.5% To the aqueous dispersion, 1.0% of a saponified rosin sizing agent (PFP manufactured by Dick Hercules KK) and 2.5% of a sulfate band were added, and then 0.3% of each of the copolymers obtained in Examples and Comparative Examples was added. Was. This pulp slurry was diluted to 0.33%, paper-made with a hand-making device manufactured by Noble & Wood (pH 5.5 during paper-making), and then dried at 110 ° C. for 1.5 minutes with a drum dryer to obtain a basis weight of 160 ± 2. g / m 2 of handmade paper was obtained. The obtained handmade paper was conditioned at 20 ° C. and a relative humidity of 65% for 24 hours, and then “tear length” and “specific burst strength” were measured.
Table 6 shows the results. It is clear from the table that the paper strength enhancer of the present invention also exhibits an excellent paper strength enhancing effect on gypsum board base paper. (Note 2) The pulp is a mixture of used newspaper and magazine used paper (CSF 160 ml), and the properties of this pulp slurry are as follows. Application Example 5 In order to clarify the effect of the paper strength enhancer of the present invention in an actual system in which the papermaking process is closed, paper obtained from a paperboard manufacturing company near a city where closed processing has been advanced is described. 2.5 using recycled pulp (Note 3)
1.0% of a sulfuric acid band was added to the aqueous dispersion, and then 0.4% of each of the copolymers obtained in Examples and Comparative Examples was added. This pulp slurry was diluted to 0.33%, paper-made with a hand-making device manufactured by Noble & Wood (pH 4.5 during paper-making), and then dried with a drum drier at 110 ° C. for 1.5 minutes to obtain a basis weight of 80 ± 2. g / m 2 of hand-made paper
(I) and handmade paper (II) having a basis weight of 160 ± 2 g / m 2 were obtained. The resulting handmade paper is 20 ° C,
After conditioning for 24 hours under the condition of a relative humidity of 65%, "specific burst strength" was measured for handmade paper (I) and "specific compressive strength" was measured for handmade paper (II). Table 7 shows the results. It is clear from the table that the paper-strengthening agent of the present invention shows an excellent paper-strengthening effect even when a pulp containing a large amount of an electrolyte substance used in a papermaking company is used. Note 3) The pulp is waste corrugated paper (CSF 416 ml), and the properties of this pulp slurry are as follows. From the above Tables 3 to 7, it is clear that the paper strength enhancers of the examples of the present invention show an excellent paper strength enhancing effect in a system containing a large amount of an electrolyte substance, and acrylic acid is used instead of the component (b). It can be seen that this is superior to the case of using. [Effect of the Invention] The paper strength enhancer of the present invention comprises a water-soluble copolymer obtained from a monomer component containing the above (a) to (c) as an active ingredient , and at least 770 An excellent paper strength enhancing effect can be provided in a papermaking system containing the electrolyte substance of (a), and the water-soluble property similarly obtained by using, for example, methyl chloride as the quaternizing agent of the component (a).
Copolymer, or (b) in place of the component alpha, can exhibit an excellent paper strength enhancing effect than if an active ingredient a water-soluble copolymer obtained analogously using β- unsaturated monocarboxylic acid . [Table 1] [Table 2] [Table 3] [Table 4] [Table 5] [Table 6] [Table 7]

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.(a) 下記一般式〔I〕で表される単量体0.5〜10モル%、 (式中、R1はH またはCH3、R2およびR3は各々炭素原子数1〜2 ンを表わす。) (b) α,β−不飽和ジカルボン酸およびその塩類からなる群の少なくとも1
つの単量体0.2〜5 モル%、 (c) アクリルアミドおよび/またはメタクリルアミド85〜99.3モル% を含有する単量体成分から得られる水溶性共重合体を有効成分とし、 に用いることを特徴する紙力増強剤。 2.(a)の一般式〔I〕で表される単量体が下記化学式〔II〕で表されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の祇力増強剤。 3.(b)のα,β−不飽和ジカルボン酸がイタコン酸であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項又は第2項に記截の紙力増強剤。
[Claims] 1. (a) 0.5 to 10 mol% of a monomer represented by the following general formula [I], (Wherein, R 1 is H or CH 3 , R 2 and R 3 each have 1 to 2 carbon atoms. To indicate (B) at least one member of the group consisting of α, β-unsaturated dicarboxylic acids and salts thereof
A water-soluble copolymer obtained from a monomer component containing 0.2 to 5 mol% of two monomers, and (c) 85 to 99.3 mol% of acrylamide and / or methacrylamide, as an active ingredient ; Paper strength agent, characterized in be used in actual. 2. 2. The potentiator according to claim 1, wherein the monomer represented by the general formula [I] in (a) is represented by the following chemical formula [II]. 3. 3. The paper-strengthening agent according to claim 1, wherein the α, β-unsaturated dicarboxylic acid of (b) is itaconic acid.

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