JP2794413B2 - Cationic polyacrylamide, Z-axis paper strength and interlayer paper strength Paper strength enhancer and drainage improver - Google Patents
Cationic polyacrylamide, Z-axis paper strength and interlayer paper strength Paper strength enhancer and drainage improverInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はアクリルアミド系共
重合体をアルカリ性領域下で次亜ハロゲン酸塩と反応さ
せて製造される、カチオン性ポリアクリルアミド並びに
それを有効成分とする、Z軸紙力強度及び層間紙力強度
の紙力増強剤及び濾水向上剤に関する。The present invention relates to a cationic polyacrylamide produced by reacting an acrylamide-based copolymer with a hypohalite in an alkaline region, and a Z-axis paper strength comprising the same as an active ingredient. And a paper strength enhancer and drainage improver of interlayer paper strength.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在は
紙の再生利用化が進み、製造用原料に占める古紙の量は
増加する傾向にある。日本の古紙の回収率は例えば19
83年(昭和58年)では49%に達しており、世界最
高の水準にある。古紙の中で最も回収率の高い品種は、
新聞、次いで段ボールとなっている。このような状況下
では原料に占める古紙の利用の増加に伴う繊維の微細化
の進行や、更には填料、サイズ剤等の混入などの要因に
より紙力は低下する傾向にある。従って、紙力の低下を
抑えて紙の品質を保つためには紙力増強剤(紙力剤)の
使用に頼らざるを得ない。特に古紙の回収率の高い段ボ
ールや新聞紙は原料の問題が深刻であるが、そればかり
ではなく、以下に述べる点からも優れた紙力剤、特にZ
軸紙力強度及び層間紙力強度に優れた紙力剤が望まれて
いる。例えば、段ボールの場合、その成形加工に際して
の接着方法は従来のホッチキス等の止具による方法から
ホットメルト接着による方法へ転換しており、表面のめ
くれ等のトラブルが生じ易くなっている。そのトラブル
を防ぐためにはZ軸強度及び層間紙力強度を向上させる
優れた内添用の紙力剤が必須である。2. Description of the Related Art At present, paper recycling is progressing, and the amount of waste paper in the raw materials for production tends to increase. The recovery rate of waste paper in Japan is, for example, 19
In 1983, it reached 49%, the highest level in the world. The varieties with the highest recovery rate among waste paper
Newspaper, then cardboard. Under these circumstances, the paper strength tends to decrease due to factors such as the progress of finer fibers with the increase in the use of waste paper as a raw material and the incorporation of fillers and sizing agents. Therefore, in order to maintain the quality of the paper while suppressing the reduction in the paper strength, it is necessary to rely on the use of a paper strength enhancer (paper strength agent). In particular, corrugated cardboard and newsprint, which have a high recovery rate of waste paper, have a serious problem of raw materials, but not only that, but also excellent paper strength agents, especially Z
A paper strength agent excellent in axial paper strength and interlayer paper strength has been desired. For example, in the case of corrugated cardboard, the bonding method at the time of molding processing has been changed from a conventional method using a fastener such as a stapler to a method using hot-melt bonding, and problems such as surface turning are easily caused. In order to prevent such troubles, a paper strengthening agent for internal addition that improves Z-axis strength and interlayer paper strength is essential.
【0003】一方、多層抄紙法などにおいては、特に抄
紙機の高速化に伴ってZ軸強度および層間紙力強度は低
下する傾向にあり、層間での剥離などの問題も生じ易く
なるため層間紙力強度が要求される。[0003] On the other hand, in the multilayer papermaking method and the like, the Z-axis strength and the interlaminar paper strength tend to decrease with the speeding up of the papermaking machine, and problems such as peeling between layers easily occur. Strength is required.
【0004】また、新聞紙においてもオフセット印刷に
対応するためにはZ軸紙力強度を上げる優れた紙力剤の
開発が望まれている。[0004] In addition, in order to cope with offset printing in newsprint, development of an excellent paper strength agent for increasing the strength of the Z-axis paper strength has been desired.
【0005】アクリルアミドまたはメタクリルアミド系
重合体をアルカリ性領域下で次亜ハロゲン酸塩と反応さ
せる、いわゆるホフマン転移反応を行うと比較的安価で
アクリルアミド系重合体に一級アミノ基を導入すること
ができる。このアクリルアミド系重合体のホフマン転移
反応物は紙力増強剤として使用されるが、このものは他
の、例えばポリアクリルアミドのマンニッヒ変性物等に
比べてZ軸紙力強度ならびに濾水性向上に秀でている特
徴を持つため、アクリルアミド系重合体のホフマン転移
反応物を使用することにより、Z軸紙力強度の改善され
た紙を抄造することができる。しかしながら、ホフマン
転移反応の欠点の1つに反応の際に大量の無機塩類を生
じることがあり、特に使用量の多い紙力増強剤として使
用する場合、白水中の無機塩類濃度が増加するという問
題を生じる。従って、現在のように白水のクローズド化
が進行している中で、ホフマン転移反応物の使用量はで
きる限り低減する必要がある。つまり、アクリルアミド
系重合体のホフマン転移反応物は優れたZ軸紙力強度を
発現するものの、無機塩類を多く含む等の問題点があ
り、その使用量を抑える意味でさらに高性能化する必要
がある。しかしながら、Z軸紙力強度あるいは層間紙力
強度と紙力増強剤との相関性は不明な点が多く、その改
良を行うための指針は知られていなかった。A primary amino group can be introduced into an acrylamide polymer at a relatively low cost by performing a so-called Hoffman transfer reaction in which an acrylamide or methacrylamide polymer is reacted with a hypohalite in an alkaline region. The Hoffman transfer reaction product of the acrylamide polymer is used as a paper strength enhancer, and is superior in improving the Z-axis paper strength and drainage as compared with other, for example, Mannich-modified polyacrylamide. Therefore, paper having improved Z-axis paper strength can be made by using a Hoffman transition reaction product of an acrylamide-based polymer. However, one of the drawbacks of the Hoffman rearrangement reaction is that a large amount of inorganic salts may be generated during the reaction, and the concentration of inorganic salts in white water increases, particularly when used as a paper strength enhancer that is frequently used. Is generated. Therefore, it is necessary to reduce the amount of the Hoffman rearrangement product as much as possible while the white water is being closed as it is now. In other words, although the Hoffman transition product of the acrylamide polymer exhibits excellent Z-axis paper strength, it has problems such as containing a large amount of inorganic salts, and it is necessary to further improve the performance in the sense of suppressing the amount of use. is there. However, the correlation between the strength of the Z-axis paper or the strength of the interlayer paper and the strength of the paper is often unclear, and no guideline for improving the strength has been known.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者はこれらの課題
を解決するために、アクリロニトリルを共重合したポリ
アクリルアミドを一定温度で一定時間内にホフマン転移
反応したものを使用することにより、Z軸紙力強度、層
間紙力強度、及び濾水性が著しく向上することを見出
し、本発明を完成した。Means for Solving the Problems In order to solve these problems, the present inventor has attempted to use a polyacrylamide copolymerized with acrylonitrile which has undergone a Huffman rearrangement reaction at a constant temperature for a predetermined time to obtain a Z-axis. The present inventors have found that the paper strength, interlayer paper strength, and drainage are significantly improved, and completed the present invention.
【0007】すなわち、本発明の上記課題は 1、(a)カルバモイル基を含む基97〜60モル%、
(b)ニトリル基を3〜40モル%含有するアクリルア
ミド系共重合体と次亜ハロゲン酸塩とを、少なくともp
H11以上のアルカリ性条件下で、50〜110℃の温
度(T)範囲で、以下に規定する短い時間(t)内で反
応を行って得られるカチオン性ポリアクリルアミド。 e15,150/(273+T)×2.5×10−20
≦t(sec)≦e15,150/(273+T)×
10−18 +30 (Tは反応温度(℃)である。) 2、上記1に記載のカチオン性ポリアクリルアミドを有
効成分とするZ軸紙力及び層間紙力用紙力増強剤。 3、上記1に記載のカチオン性ポリアクリルアミドを主
成分とする濾水向上剤。 の各々によって達成される。That is, the objects of the present invention are: (a) 97 to 60 mol% of a group containing a carbamoyl group;
(B) an acrylamide-based copolymer containing 3 to 40 mol% of a nitrile group and a hypohalite, at least p
A cationic polyacrylamide obtained by performing a reaction at a temperature (T) in a range of 50 to 110 ° C. within a short time (t) specified below under alkaline conditions of H11 or more. e 15,150 / (273 + T) × 2.5 × 10 −20
≦ t (sec) ≦ e 15,150 / (273 + T) ×
10 −18 +30 (T is a reaction temperature (° C.)) 2. A Z-axis paper strength and interlayer paper strength paper strength enhancer containing the cationic polyacrylamide described in 1 above as an active ingredient. 3. A drainage improver containing the cationic polyacrylamide as described in 1 above as a main component. Is achieved by each of
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明で使用されるアクリルアミ
ド系共重合体とはニトリル基を3〜40モル%、好まし
くは5〜30モル%含有するアクリルアミド系共重合体
を、アルカリ性領域下で次亜ハロゲン酸塩と反応させ
た、ホフマン転移反応生成物である。ニトリル基の量が
3モル%未満ではアクリロニトリル共重合による効果が
不充分であり、即ちC.S.F値が充分大きくならず、
またZ軸紙力強度が全く不充分であり、一方、40モル
%を越えると水に対する溶解性に支障をきたし、同様に
C.S.F値およびZ軸紙力強度が更に悪化する等の不
都合がある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The acrylamide-based copolymer used in the present invention is an acrylamide-based copolymer containing 3 to 40 mol%, preferably 5 to 30 mol% of a nitrile group. It is a Hoffman rearrangement reaction product reacted with a halogenite. When the amount of the nitrile group is less than 3 mol%, the effect of acrylonitrile copolymerization is insufficient, that is, C.I. S. F value is not large enough,
Further, the strength of the Z-axis paper strength is completely insufficient. On the other hand, if it exceeds 40 mol%, the solubility in water is impaired. S. There are inconveniences such as the F value and the strength of the Z-axis paper strength being further deteriorated.
【0009】また、以下のモノマーを共重合することも
可能である。共重合可能な単量体としては、親水性単量
体、イオン性単量体、親油性単量体などがあげられ、そ
れらの一種以上の単量体が適用できる。具体的には親水
性単量体として、例えばメタクリルアミド、ジアセトン
アクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−エ
チルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミ
ド、N−プロピルアクリルアミド、N−アクリロイルピ
ロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−アクリロ
イルモルホリン、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒ
ドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタ
クリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、各種の
メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレー
ト、N−ビニル−2−ピロリドン等をあげることができ
る。Further, the following monomers can be copolymerized. Examples of the copolymerizable monomer include a hydrophilic monomer, an ionic monomer, and a lipophilic monomer, and one or more of these monomers can be used. Specifically, examples of the hydrophilic monomer include methacrylamide, diacetone acrylamide, N-ethyl methacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-propylacrylamide, N-acryloylpyrrolidine, N-acryloyl Examples thereof include piperidine, N-acryloylmorpholine, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, various methoxypolyethylene glycol (meth) acrylates, and N-vinyl-2-pyrrolidone.
【0010】イオン性単量体としては、例えばアクリル
酸、メタクリル酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン
酸、メタクリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−
アクリルアミド−2−フェニルプロパンスルホン酸、2
−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等の
酸及びそれらの塩、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クリレ
ート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、
N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、
N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のア
ミン及びそれらの塩等をあげることができる。Examples of the ionic monomer include acrylic acid, methacrylic acid, vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methacryl sulfonic acid, styrene sulfonic acid,
Acrylamide-2-phenylpropanesulfonic acid, 2
Acids such as acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid and salts thereof, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate;
N, N-dimethylaminopropyl methacrylamide,
Examples include amines such as N, N-dimethylaminopropylacrylamide and salts thereof.
【0011】親油性単量体としては、例えばN,N−ジ
−n−プロピルアクリルアミド、N−n−ブチルアクリ
ルアミド、N−n−ヘキシルアクリルアミド、N−n−
ヘキシルメタクリルアミド、N−n−オクチルアクリル
アミド、N−n−オクチルメタクリルアミド、N−te
rt−オクチルアクリルアミド、N−ドデシルアクリル
アミド、N−n−ドデシルメタクリルアミド等のN−ア
ルキル(メタ)アクリルアミド誘導体、N,N−ジグリ
シジルアクリルアミド、N,N−ジグリシジルメタクリ
ルアミド、N−(4−グリシドキシブチル)アクリルア
ミド、N−(4−グリシドキシブチル)メタクリルアミ
ド、N−(5−グリシドキシペンチル)アクリルアミ
ド、N−(6−グリシドキシヘキシル)アクリルアミド
等のN−(ω−グリシドキシアルキル)(メタ)アクリ
ルアミド誘導体、メチル(メタ)アクリレート、エチル
(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、
ラウリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレー
ト等の(メタ)アクリレート誘導体、メタクリロニトリ
ル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレ
ン、プロピレン、ブテン等のオレフィン類、スチレン、
ジビニルベンゼン、α−メチルスチレン、ブタジエン、
イソプレン等をあげることができる。共重合に供せられ
る不飽和単量体の使用量は、不飽和単量体の種類、及び
それらの組合せにより異なり一概には言えないが、概ね
0〜30重量%の範囲にある。As the lipophilic monomer, for example, N, N-di-n-propylacrylamide, Nn-butylacrylamide, Nn-hexylacrylamide, Nn-
Hexyl methacrylamide, Nn-octyl acrylamide, Nn-octyl methacrylamide, N-te
N-alkyl (meth) acrylamide derivatives such as rt-octylacrylamide, N-dodecylacrylamide, Nn-dodecylmethacrylamide, N, N-diglycidylacrylamide, N, N-diglycidylmethacrylamide, N- (4- N- (ω-) such as glycidoxybutyl) acrylamide, N- (4-glycidoxybutyl) methacrylamide, N- (5-glycidoxypentyl) acrylamide, and N- (6-glycidoxyhexyl) acrylamide Glycidoxyalkyl) (meth) acrylamide derivative, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate,
(Meth) acrylate derivatives such as lauryl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and glycidyl (meth) acrylate; olefins such as methacrylonitrile, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, ethylene, propylene, and butene; styrene,
Divinylbenzene, α-methylstyrene, butadiene,
And isoprene. The amount of the unsaturated monomer used for the copolymerization varies depending on the type of the unsaturated monomer and the combination thereof, and cannot be determined unconditionally, but is generally in the range of 0 to 30% by weight.
【0012】次に上記した単量体を重合して、ポリアク
リルアミドを製造するのであるが、重合法としてはラジ
カル重合が好ましく、重合溶媒としては水、アルコー
ル、ジメチルホルムアミド等の極性溶媒が適用可能であ
るが、ホフマン分解反応を水溶液中で行うので、水溶液
重合が好ましい。その時の単量体濃度は2〜30重量
%、好ましくは5〜30重量%である。重合開始剤とし
ては水溶性のものであれば特に制限はなく、通常単量体
水溶液に溶解して使用される。具体的には過酸化物系で
は、たとえば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ、過酸化
水素、tert−ブチルパーオキサイド等があげられ
る。この場合、単独でも使用できるが、還元剤と組合せ
てレドックス系重合剤としても使える。還元剤として
は、例えば亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、鉄、銅、コバルト
などの低次のイオン化の塩、N,N,N’,N’−テト
ラメチルエチレンジアミン等の有機アミン、更にはアル
ドース、ケトース等の還元糖などをあげることができ
る。Next, the above-mentioned monomers are polymerized to produce polyacrylamide. The polymerization method is preferably radical polymerization, and a polar solvent such as water, alcohol, dimethylformamide or the like can be used as a polymerization solvent. However, since the Hoffman decomposition reaction is performed in an aqueous solution, aqueous solution polymerization is preferable. The monomer concentration at that time is 2 to 30% by weight, preferably 5 to 30% by weight. The polymerization initiator is not particularly limited as long as it is water-soluble, and is usually used after being dissolved in an aqueous monomer solution. Specifically, in the case of peroxides, for example, ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, tert-butyl peroxide and the like can be mentioned. In this case, it can be used alone, but can also be used as a redox polymerizer in combination with a reducing agent. Examples of the reducing agent include salts of lower ionization such as sulfite, hydrogen sulfite, iron, copper, and cobalt; organic amines such as N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine; and aldose and ketose. And the like.
【0013】また、アゾ化合物としては、2,2’−ア
ゾビス−2−アミジノプロパン塩酸塩、2,2’−アゾ
ビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、4,4’−ア
ゾビス−4−シアノバレイン酸及びその塩等を使用する
ことができる。更に、上記した重合開始剤を2種以上併
用することも可能である。開始剤の添加量は、単量体に
対して0.1〜10重量%、好ましくは0.2〜8重量
%である。また、レドックス系の場合には、開始剤に対
して還元剤の添加量はモル基準で0.1〜10.0%、
好ましくは0.2〜8.0%である。The azo compounds include 2,2'-azobis-2-amidinopropane hydrochloride, 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, and 4,4'-azobis-4-cyanovaleic acid. And its salts and the like. Further, two or more of the above-mentioned polymerization initiators can be used in combination. The amount of the initiator added is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.2 to 8% by weight, based on the monomer. In the case of a redox system, the amount of the reducing agent added to the initiator is 0.1 to 10.0% on a molar basis,
Preferably it is 0.2-8.0%.
【0014】本発明で使用するレドックス開始剤として
は、ラジカル重合を開始する能力を有するものであれば
制限はなく、例えば無機過酸化物、有機過酸化物、それ
らの過酸化物と還元剤との組合せ、硝酸セリウム(I
V)アンモニウム、およびアゾ化合物等がある。具体的
には過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水
素、tert−ブチルパーオキシド、ベンゾイルパーオ
キシド、クメンヒドロキシパーオキシド、tert−ブ
チルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、過安息香
酸ブチル等があり、それらと組み合わせる還元剤として
は亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、鉄、銅、コバルト等の低次
のイオン価の塩アニリン等の有機アミン、更にはアルド
ース、ケトース等の還元糖等をあげることができる。ア
ゾ化合物としては、アゾビスイソブチロニトリル、2,
2’−アゾビス−2−アミジノプロパン塩酸塩、2,
2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、
4,4’−アゾビス−4−シアノバレイン酸等を使用す
ることができる。また、上記した重合開始剤の2種以上
を併用することも可能である。開始剤濃度が使用される
範囲は、通常は前記単量体混合物に対して0.1〜5.
0重量%の範囲で使用する。The redox initiator used in the present invention is not limited as long as it has the ability to initiate radical polymerization. For example, inorganic peroxides, organic peroxides, and those peroxides and reducing agents are used. Cerium nitrate (I
V) Ammonium and azo compounds. Specific examples include ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, tert-butyl peroxide, benzoyl peroxide, cumene hydroxy peroxide, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, butyl perbenzoate and the like. Examples of the reducing agent used in combination therewith include sulfites, bisulfites, salts of lower ionic values such as iron, copper, and cobalt; organic amines such as aniline; and reducing sugars such as aldose and ketose. . As the azo compound, azobisisobutyronitrile, 2,2
2′-azobis-2-amidinopropane hydrochloride, 2,
2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile,
4,4'-azobis-4-cyanovaleic acid and the like can be used. It is also possible to use two or more of the above-mentioned polymerization initiators in combination. The range in which the initiator concentration is used is usually from 0.1 to 5.
Use in the range of 0% by weight.
【0015】重合温度は単一重合開始剤の場合には、よ
り低く概ね30〜90℃であり、レドックス系重合開始
剤の場合にはより低く概ね5〜50℃である。また、重
合中同一温度に保つ必要はなく、重合の進行に伴い適宜
変えてよく、一般に重合の進行に伴い発生する重合熱に
より昇温する。その時の重合器内の雰囲気は特に限定は
ないが、重合を速やかに行わせるには窒素ガスのような
不活性ガスで置換したほうがよい。重合時間は特に限定
はないが、概ね1〜20時間である。The polymerization temperature is lower in the case of a single polymerization initiator and is generally about 30 to 90 ° C., and in the case of a redox-based polymerization initiator it is lower and is generally about 5 to 50 ° C. Further, it is not necessary to keep the same temperature during the polymerization, and the temperature may be appropriately changed as the polymerization proceeds. Generally, the temperature is raised by polymerization heat generated as the polymerization proceeds. The atmosphere in the polymerization vessel at that time is not particularly limited, but it is preferable to replace the atmosphere with an inert gas such as a nitrogen gas in order to promptly carry out the polymerization. Although the polymerization time is not particularly limited, it is generally 1 to 20 hours.
【0016】このようにして得られるアクリルアミド系
共重合体はアクリルアミド基を97〜60モル%、ニト
リル基を3〜40モル%含有する水溶性の重合体であ
る。この共重合体の10%水溶液の20℃におけるブル
ックフィールド粘度は100〜100,000cpsで
あるが通常は100〜80,000cpsの範囲にある
ことが好ましい。即ち100cps以上であることが充
分な性能を得る点で好ましく、一方、操作性の低下やゲ
ル化を生じ易くなるのを防止する点で80,000cp
s以下が好ましい。The acrylamide copolymer thus obtained is a water-soluble polymer containing 97 to 60 mol% of acrylamide groups and 3 to 40 mol% of nitrile groups. The Brookfield viscosity at 20 ° C. of a 10% aqueous solution of this copolymer is from 100 to 100,000 cps, but is usually preferably in the range from 100 to 80,000 cps. That is, it is preferably 100 cps or more in terms of obtaining sufficient performance, while 80,000 cp is used in order to prevent a decrease in operability and a tendency to cause gelation.
s or less is preferred.
【0017】ホフマン分解反応はポリアクリルアミドの
アミド基に次亜ハロゲン酸塩をアルカリ性物質の共存下
に作用させて行うものであり、次亜ハロゲン酸としては
次亜塩素酸、次亜臭素酸、次亜ヨウ素酸があげられる。
次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸の金属またはアルカ
リ土類金属塩があげられ、具体的には次亜塩素酸ナトリ
ウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸リチウム、次亜
塩素酸カルシウム、次亜塩素酸マグネシウム、次亜塩素
酸バリウム等がある。同様に次亜臭素酸塩及び次亜ヨウ
素酸塩でも次亜臭素酸塩及び次亜ヨウ素酸塩のアルカリ
金属またはアルカリ土類金属塩があげられる。また、ア
ルカリ溶液中にハロゲンガスを吹き込んで次亜ハロゲン
酸塩を生成させることも可能である。一方、アルカリ性
物質としてはアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属
水酸化物、アルカリ金属炭酸塩等があげられ、それらの
中でもアルカリ金属水酸化物が好ましく、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等があげられ
る。上記した物質のポリアクリルアミドに対する添加量
は次亜ハロゲン酸では、アミド基に対して0.05〜
2.0モル、好ましくは0.1〜1.5モルであり、ア
ルカリ性物質ではアミド基に対して0.05〜4.0モ
ル、好ましくは0.1〜3.0モルである。その時のp
Hは概ね11〜14の範囲にある。その時のポリアクリ
ルアミドの濃度は概ね0.1〜17.5重量%である
が、反応濃度が高くなると撹拌が困難になることやゲル
化を起し易くなる点から、通常は0.1〜10重量%の
範囲であることが好ましい。また、反応濃度が1%未満
の場合反応速度が遅くなる等の問題があるため、1〜1
0重量%であることがさらに好ましい。The Hoffman decomposition reaction is carried out by allowing a hypohalite to act on an amide group of polyacrylamide in the presence of an alkaline substance. Examples of hypohalous acid include hypochlorous acid, hypobromite, and hypohalous acid. And iodic acid.
Examples of the hypochlorite include metal hypochlorite or alkaline earth metal salts, and specifically, sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, lithium hypochlorite, and hypochlorous acid. There are calcium, magnesium hypochlorite, barium hypochlorite and the like. Similarly, hypobromite and hypoiodite include alkali metal or alkaline earth metal salts of hypobromite and hypoiodite. It is also possible to generate a hypohalite by blowing a halogen gas into an alkaline solution. On the other hand, examples of the alkaline substance include an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, and an alkali metal carbonate. Among them, an alkali metal hydroxide is preferable, and sodium hydroxide, potassium hydroxide, and hydroxide are preferable. Lithium and the like. In the case of hypohalous acid, the addition amount of the above substances to polyacrylamide is 0.05 to
The amount is 2.0 mol, preferably 0.1 to 1.5 mol, and 0.05 to 4.0 mol, preferably 0.1 to 3.0 mol, based on the amide group in an alkaline substance. P at that time
H is generally in the range of 11-14. The concentration of the polyacrylamide at that time is generally 0.1 to 17.5% by weight. However, when the reaction concentration becomes high, stirring becomes difficult and gelation easily occurs. Preferably it is in the range of weight%. Further, when the reaction concentration is less than 1%, there is a problem that the reaction rate becomes slow.
More preferably, it is 0% by weight.
【0018】一方反応温度は0〜110℃の範囲にあ
り、この温度範囲内でホフマン分解反応を行う。反応時
間は反応温度、及び反応溶液中のポリマー濃度に依存す
るため一概には言えないが、例えばポリマー濃度が1重
量%の場合、0℃では30〜40時間以内、20℃では
3〜4時間以内、50℃では数十分以内、65℃では数
分以内、80℃では数十秒以内で十分である。更にポリ
マー濃度が高くなれば反応時間はより短くて済む。On the other hand, the reaction temperature is in the range of 0 to 110 ° C., and the Hoffman decomposition reaction is performed within this temperature range. Since the reaction time depends on the reaction temperature and the polymer concentration in the reaction solution, it cannot be said unconditionally. For example, when the polymer concentration is 1% by weight, it is within 30 to 40 hours at 0 ° C. and 3 to 4 hours at 20 ° C. Within 50 ° C., within several minutes, at 65 ° C., within several minutes, and at 80 ° C., within several tens of seconds. Further, the higher the polymer concentration, the shorter the reaction time.
【0019】さらに、本発明の如く、反応温度を50℃
〜110℃として、反応を短時間で終了させた場合に
は、低温反応で製造されるホフマン分解ポリアクリルア
ミドと同等以上の性質を有するカチオン性ポリアクリル
アミドを製造できること、さらには反応時間短縮による
オンサイト化が可能になり、ホフマン分解ポリアクリル
アミドの経時劣化問題を回避できるようになるなどの効
果が得られる。この点から、本発明においては、50℃
〜110℃の温度範囲で反応を行う。その場合、反応時
間と反応温度との関係は概略下記2つの関係式に挾まれ
る範囲内にあればよく、その範囲内で反応を行えば好適
な結果が得られる。Further, as in the present invention, the reaction temperature is set at 50 ° C.
When the reaction is completed in a short time at about 110 ° C., it is possible to produce a cationic polyacrylamide having properties equivalent to or higher than that of Hoffman-decomposed polyacrylamide produced by a low-temperature reaction, and further, it is possible to produce a polyacrylamide on-site by shortening the reaction time. This makes it possible to avoid the problem of deterioration of Hoffman-decomposed polyacrylamide with time, and to obtain other effects. From this point, in the present invention, 50 ° C.
The reaction is carried out in a temperature range of 〜110 ° C. In this case, the relationship between the reaction time and the reaction temperature may be approximately within the range between the following two relational expressions, and a favorable result can be obtained by performing the reaction within that range.
【0020】[0020]
【数1】 (Equation 1)
【0021】上記した条件で製造されるカチオン性ポリ
アクリルアミドはpH2でのコロイド滴定より測定され
るカチオン当量が概ね0〜10.0meq/gの範囲に
あり、次亜ハロゲン酸塩の添加量により該カチオン当量
を制御することができる。また、反応をアルカリ性領域
で行うのでアミド基が加水分解されてカルボキシル基が
副生する。その副生量はpH10でのコロイド滴定によ
り測定されるアニオン当量で示され、概ね0〜10.0
meq/gの範囲にある。その副生量は添加するアルカ
リ性物質の量により制御可能となる。The cationic polyacrylamide produced under the above conditions has a cation equivalent measured by colloid titration at pH 2 in the range of about 0 to 10.0 meq / g, and the cationic polyacrylamide varies depending on the amount of hypohalite added. The cation equivalent can be controlled. Further, since the reaction is carried out in an alkaline region, the amide group is hydrolyzed and a carboxyl group is by-produced. The amount of the by-product is represented by an anion equivalent measured by colloid titration at pH 10, and is approximately 0 to 10.0.
It is in the range of meq / g. The amount of the by-product can be controlled by the amount of the added alkaline substance.
【0022】次に上記した条件で反応を行った後、副反
応の進行を抑制するために反応を停止することが好まし
い。ただし、反応後直ちに使用する場合には反応停止を
行わなくともよい場合がある。Next, after carrying out the reaction under the above conditions, it is preferable to stop the reaction in order to suppress the progress of side reactions. However, when used immediately after the reaction, it may not be necessary to stop the reaction.
【0023】反応停止の方法としては、(1)還元剤を
添加する、(2)冷却する、 (3)溶液のpHを酸添
加により低下させる、等の方法を単独あるいは組合せて
用いることができる。(1)は残存する次亜ハロゲン酸
塩などを還元剤との反応により失活させる方法である。
使用する還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸
ナトリウム、マロン酸エチル、チオグリセロール、トリ
エチルアミンなどが挙げられる。還元剤の使用量は通常
反応に使用された次亜ハロゲン酸に対して0.005〜
0.15倍モル、好ましくは0.01〜0.10倍モル
である。一般にホフマン分解反応の反応終了時には未反
応の次亜ハロゲン酸塩等の活性塩素を有する化合物が残
存している。かかる反応溶液を紙力剤として用いると抄
紙機の錆を引き起す要因ともなるため、通常は還元剤を
用いて活性塩素を失活させる。しかしながら、次亜ハロ
ゲン酸塩はポリマーのアクリルアミド単位モル数に対し
て当モル以下で反応を行い、かつ高温度で反応を行うと
反応終了時には未反応の次亜ハロゲン酸塩はほとんど残
存していない。従って、還元剤を用いて活性塩素を失活
させることなく紙力剤として使用することも可能であ
る。(2)は冷却により反応進行を抑える方法であり、
その方法としては、熱交換器を用いて冷却する、冷水で
希釈する当の方法がある。その時の温度は通常50℃以
下、好ましくは45℃以下、更に好ましくは40℃以下
である。(3)で、通常pH12〜13のアルカリ性を
示す反応終了時の溶液を、酸を用いてpHを下げること
によりホフマン分解反応を停止させ、同時に加水分解反
応の進行を抑制する。その時のpHは中性以下であれば
よく、好ましくはpH4〜6の範囲である。pH調整で
使用する酸としては、塩酸、硫酸、りん酸、硝酸等の鉱
酸、あるいはぎ酸、酢酸、くえん酸などの有機酸が挙げ
られる。反応停止法は(1)〜(3)の中から反応の条
件により適宜選ぶことができ、またそれらの方法を組み
合わせてもよい。As a method for terminating the reaction, methods such as (1) adding a reducing agent, (2) cooling, and (3) lowering the pH of the solution by adding an acid can be used alone or in combination. . (1) is a method of inactivating remaining hypohalite and the like by reaction with a reducing agent.
Examples of the reducing agent used include sodium sulfite, sodium thiosulfate, ethyl malonate, thioglycerol, triethylamine and the like. The amount of the reducing agent used is usually 0.005 to 0.005 based on the amount of hypohalous acid used in the reaction.
It is 0.15 times mol, preferably 0.01 to 0.10 times mol. Generally, at the end of the Hoffman decomposition reaction, a compound having active chlorine such as unreacted hypohalite remains. If such a reaction solution is used as a paper strengthening agent, it may cause rust in a paper machine. Therefore, a reducing agent is usually used to deactivate active chlorine. However, the hypohalite reacts at an equimolar or less relative to the acrylamide unit mole number of the polymer, and when the reaction is performed at a high temperature, almost no unreacted hypohalite remains at the end of the reaction. . Therefore, it can be used as a paper strength agent without deactivating active chlorine by using a reducing agent. (2) is a method of suppressing the progress of the reaction by cooling,
As such a method, there is a method of cooling using a heat exchanger or diluting with cold water. The temperature at that time is usually 50 ° C. or lower, preferably 45 ° C. or lower, more preferably 40 ° C. or lower. In (3), the Huffman decomposition reaction is stopped by lowering the pH of the solution at the end of the reaction, which usually shows an alkaline pH of 12 to 13 using an acid, and at the same time, the progress of the hydrolysis reaction is suppressed. The pH at that time may be neutral or lower, and is preferably in the range of pH 4 to 6. Examples of the acid used for pH adjustment include mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and nitric acid, and organic acids such as formic acid, acetic acid, and citric acid. The reaction termination method can be appropriately selected from (1) to (3) depending on the reaction conditions, and these methods may be combined.
【0024】次に上記した方法で停止した反応液はその
ままカチオン性ポリアクリルアミドの水溶液として使用
できるし、該水溶液をメタノール等のカチオン性ポリア
クリルアミドを溶解しない溶媒中に投入して、ポリマー
を析出させてその後乾燥して粉末状にすることもでき
る。また、該カチオン性ポリアクリルアミド水溶液をタ
ンク中に保存しておき、必要に応じ使用することもでき
る。その時保存しておく温度は水溶液の凍結しない程度
の低温であればよく、好ましくは10〜15℃である。
しかし比較的短期間のうちに使用する場合には常温でも
保存でき、1カ月程度の保存は可能である。Next, the reaction solution stopped by the above method can be used as it is as an aqueous solution of cationic polyacrylamide, or the aqueous solution is poured into a solvent such as methanol which does not dissolve cationic polyacrylamide to precipitate a polymer. And then dried to form a powder. Further, the cationic polyacrylamide aqueous solution can be stored in a tank and used as needed. The storage temperature at this time may be a low temperature that does not freeze the aqueous solution, and is preferably 10 to 15 ° C.
However, when used within a relatively short period of time, it can be stored at room temperature and can be stored for about one month.
【0025】本発明では、このアクリルアミド系重合体
のホフマン転移反応物をZ軸紙力強度の紙力増強剤、あ
るいは濾水性向上剤として使用する。アクリルアミド系
重合体のホフマン転移反応物を上記目的で使用する方法
は、従来公知の方法に従って行えばよく、必要に応じて
硫酸バンド、アニオン性樹脂等と併用して抄造を行う。
添加場所は湿潤シートが形成される以前であればどこで
もよく、添加順序も任意の順序、あるいは同時に添加す
ることができる。また、カチオン性ポリアクリルアミド
とアニオン性樹脂とをpH9以上で混合した後に添加す
ることもできる。カチオン性ポリアクリルアミドとアニ
オン性樹脂の添加比率は任意に選ぶことができ、好まし
くは固形分重量の比で100:0〜10:90の範囲に
ある。その添加量はパルプの乾燥固形分重量に対してそ
れぞれ0.01〜5重量%、好ましくは0.05〜2重
量%である。添加場所は湿潤シートが形成される以前に
添加する。ただし、湿潤シートが形成された後でも、特
に抄き合わせ紙を製造する場合には、スプレー塗布やロ
ールコーター塗布により添加することも可能である。ま
た、本発明ではポリアクリルアミドを高温、短時間でホ
フマン分解反応を行ってカチオン性ポリアクリルアミド
を製造する場合には、同様の反応を低温、長時間で行っ
て得られるカチオン性ポリアクリルアミドよりも優れた
紙力能を示す。この理由は必ずしも明らかとはなってい
ないが、反応停止操作を行うことなく、パルプスラリー
などに添加した場合に効果が顕著であった点などから、
反応中間体であるN−クロロ基や、その他の、高温度ゆ
えに生じる官能基が直接、あるいは間接的に紙力発現に
寄与しているものと考えられる。従って、反応停止操作
を行うことなく添加することが更に望ましいが、反応停
止を行わないと経時的に劣化を生じるため、反応後直ち
に添加する必要がある。ここで言う直ちにとは反応後の
水溶液を配管内より取り出し、外部に移液することなく
同一配管内を輸送してパルプスラリーに添加することを
称す。より具体的には反応後の水溶液を配管内を通して
直接パルプスラリーに添加しても良いし、その間にスト
ックタンクを設けてそこで一時滞留させた後、添加量を
調節して添加してもよい。配管内での反応液の滞留時間
は、反応後の水溶液が劣化しない範囲であればよい。し
かし、余り長くすると液を滞留しておく装置が大きくな
ってしまい、本発明の特徴が生かされない。従って本発
明を好適に実施するには、反応後5時間以内に添加する
ことが好ましく、より好ましくは1時間以内であり、更
により好ましくは10分以内である。また、その際反応
後のカチオン性ポリアクリルアミドの濃度に応じて水で
希釈して添加してもよい。パルプの種類、抄紙のスピー
ド等により変化し、一概には述べられないが、添加する
ときのカチオン性ポリアクリルアミドの濃度は概ね0.
1〜10重量%であり、好ましくは0.5〜5重量%で
あり、より好ましくは0.8〜2重量%である。In the present invention, the Hoffman transition reaction product of the acrylamide polymer is used as a paper strength enhancer for Z-axis paper strength or a drainage improver. The method of using the Hoffman transfer reaction product of the acrylamide polymer for the above purpose may be performed according to a conventionally known method, and papermaking is performed in combination with a sulfate band, an anionic resin or the like as necessary.
The addition site may be anywhere before the wet sheet is formed, and the order of addition may be any order or may be simultaneous. Further, it can be added after mixing the cationic polyacrylamide and the anionic resin at pH 9 or more. The addition ratio of the cationic polyacrylamide and the anionic resin can be arbitrarily selected, and is preferably in the range of 100: 0 to 10:90 in terms of the weight of the solid content. The amount of addition is 0.01 to 5% by weight, preferably 0.05 to 2% by weight, based on the dry solid weight of the pulp. The addition site is added before the wet sheet is formed. However, even after the wet sheet is formed, especially in the case of producing a laminated paper, the addition can be performed by spray coating or roll coater coating. Further, in the present invention, when polyacrylamide is subjected to a Hoffman decomposition reaction at a high temperature in a short time to produce a cationic polyacrylamide, the same reaction is performed at a low temperature for a long time, and is superior to a cationic polyacrylamide obtained by performing the same reaction for a long time. Paper strength. Although the reason for this is not necessarily clear, the effect was remarkable when added to pulp slurry or the like without performing a reaction stopping operation.
It is considered that the N-chloro group as a reaction intermediate and other functional groups generated due to high temperature directly or indirectly contribute to the development of paper strength. Therefore, it is more desirable to add the compound without performing the reaction stopping operation. However, if the reaction is not stopped, the deterioration occurs over time, so it is necessary to add the compound immediately after the reaction. Immediately here means that the aqueous solution after the reaction is taken out of the pipe, transported in the same pipe without being transferred to the outside, and added to the pulp slurry. More specifically, the aqueous solution after the reaction may be directly added to the pulp slurry through a pipe, or a stock tank may be provided between them to temporarily stay there, and then the amount may be adjusted and added. The residence time of the reaction solution in the pipe may be within a range where the aqueous solution after the reaction does not deteriorate. However, if the length is too long, the device for retaining the liquid becomes large, and the features of the present invention cannot be utilized. Therefore, in order to carry out the present invention suitably, it is preferable to add it within 5 hours after the reaction, more preferably within 1 hour, even more preferably within 10 minutes. Further, at that time, it may be diluted with water and added depending on the concentration of the cationic polyacrylamide after the reaction. It varies depending on the type of pulp, the speed of papermaking, and the like, and is not explicitly described, but the concentration of the cationic polyacrylamide when added is generally about 0.1.
It is 1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, and more preferably 0.8 to 2% by weight.
【0026】上記のような方法で製造した紙は、紙力強
度、具体的には破裂強度、Z軸強度、圧縮強度等に優れ
ている。従って、本発明の方法を適用すれば、段ボール
や新聞紙等のような原料に古紙の占める割合の高いもの
に使用すると非常に効果が大きく、紙力強度の高い紙の
製造が可能になる。また、段ボール紙や新聞紙に限ら
ず、強度が求められる紙に本発明を適用することによ
り、優れた紙力強度をもつ紙を製造することが可能にな
る。The paper produced by the above-described method is excellent in paper strength, specifically, burst strength, Z-axis strength, compressive strength and the like. Therefore, when the method of the present invention is applied, when used for a material such as corrugated cardboard or newsprint in which waste paper occupies a high proportion, the effect is very large, and paper with high paper strength can be produced. Further, by applying the present invention not only to corrugated paper and newsprint but also to paper requiring strength, it becomes possible to produce paper having excellent paper strength.
【0027】[0027]
【実施例】以下に実施例で本発明を説明する。なお以下
において%は特に断わらない限り重量%を意味するもの
とする。The present invention will be described below with reference to examples. In the following,% means weight% unless otherwise specified.
【0028】参考例1〜3 10mol%のニトリル基を含有するアクリルアミド−
アクリロニトリル共重合体(20℃における10%水溶
液のブルックフィールド粘度;177cps)の5%水
溶液100重量部に、12.5%次亜塩素酸ナトリウム
水溶液21.44重量部と30%水酸化ナトリウム水溶
液3.85重量部(次亜塩素酸ナトリウムの2倍モルに
相当する)の混合物を20℃に保ちながら20分間で滴
下した後、同温度で3時間反応を行った。この時点での
カチオン化度を指示薬としてトルイジンブルーを用い、
1/400N−ポリビニルスルホン酸カリウム水溶液に
よるコロイド滴定法で測定したところ、2.69me
q./gであった。また、アニオン化度は 1/200
N−メチルグリコールキトサンを所定量加え、pH10
において指示薬としてトルイジンブルーを用いた1−4
00N−ポリビニルスルホン酸カリウム水溶液による逆
滴定法で測定したところ1.08meq./gであっ
た。亜硫酸ナトリウム0.14重量部を少量の水に溶か
したものを加えて未反応の次亜塩素酸ナトリウムを失活
させた後、 濃塩酸を用いてpHを4.5に調整した。
この溶液を約十倍容量のメタノール中に注いで再沈澱処
理を行い、濾別、乾燥後保存した。このものは20℃に
おける1%水溶液粘度が32.5cpsであった。同じ
組成を持ち、2種の粘度の異なる10mol%のニトリ
ル基を含有するアクリルアミド−アクリロニトリル共重
合体についても同様に反応を行って白色粉末状のホフマ
ン転移反応物を得た。これらのものを参考例1〜3と
し、結果を表1に掲げた。Reference Examples 1 to 3 Acrylamide containing 10 mol% of nitrile groups
100 parts by weight of a 5% aqueous solution of an acrylonitrile copolymer (Brookfield viscosity of a 10% aqueous solution at 20 ° C .; 177 cps) is added with 21.44 parts by weight of a 12.5% aqueous sodium hypochlorite solution and 30% aqueous sodium hydroxide solution 3 A mixture of 0.85 parts by weight (corresponding to twice the molar amount of sodium hypochlorite) was added dropwise over 20 minutes while maintaining the temperature at 20 ° C, and the mixture was reacted at the same temperature for 3 hours. Using toluidine blue as an indicator of the degree of cationization at this point,
When measured by a colloid titration method using a 1/400 N-potassium polyvinyl sulfonate aqueous solution, 2.69 me was measured.
q. / G. The anionization degree is 1/200
A predetermined amount of N-methyl glycol chitosan is added,
Using toluidine blue as an indicator in
When measured by a reverse titration method using a 00N-polyvinyl sulfonate aqueous solution, 1.08 meq. / G. A solution prepared by dissolving 0.14 parts by weight of sodium sulfite in a small amount of water was added to inactivate unreacted sodium hypochlorite, and the pH was adjusted to 4.5 with concentrated hydrochloric acid.
This solution was poured into about 10 times the volume of methanol for reprecipitation, filtered, dried and stored. This had a 1% aqueous solution viscosity at 20 ° C. of 32.5 cps. An acrylamide-acrylonitrile copolymer having the same composition and containing 10 mol% of nitrile groups having different viscosities was reacted in the same manner to obtain a white powdery Hoffman transfer product. These are referred to as Reference Examples 1 to 3, and the results are shown in Table 1.
【0029】参考例4 20mol%のニトリル基を含有するアクリルアミド−
アクリロニトリル共重合体(20℃における10%水溶
液のブルックフィールド粘度;9,400cps)を使
用した以外は参考例1と同様に行い、白色粉末のホフマ
ン転移反応物を得た。Reference Example 4 Acrylamide containing 20 mol% of nitrile groups
A white powdered Hoffman transition product was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that an acrylonitrile copolymer (Brookfield viscosity of a 10% aqueous solution at 20 ° C .; 9,400 cps) was used.
【0030】参考例5 30mol%のニトリル基を含有するアクリルアミド−
アクリロニトリル共重合体(20℃における10%水溶
液のブルックフィールド粘度;19,000cps)を
使用した以外は参考例1と同様に行い、白色粉末のホフ
マン転移反応物を得た。Reference Example 5 Acrylamide containing 30 mol% of nitrile groups
A white powdered Hoffman transition product was obtained in the same manner as in Reference Example 1, except that an acrylonitrile copolymer (Brookfield viscosity of a 10% aqueous solution at 20 ° C .; 19,000 cps) was used.
【0031】参考例6 40mol%のニトリル基を含有するアクリルアミド−
アクリロニトリル共重合体(20℃における10%水溶
液のブルックフィールド粘度;2,650cps)を使
用した以外は参考例1と同様に行い、白色粉末のホフマ
ン転移反応物を得た。Reference Example 6 Acrylamide containing 40 mol% of nitrile groups
A white powdered Hoffman transition reaction product was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that an acrylonitrile copolymer (Brookfield viscosity of a 10% aqueous solution at 20 ° C .; 2,650 cps) was used.
【0032】実施例1 10mol%のニトリル基を含有するアクリルアミド−
アクリロニトリル共重合体(20℃における10%水溶
液のブルックフィールド粘度;9,400cps)の5
%水溶液100重量部を80℃に保ちながら、12.5
%次亜塩素酸ナトリウム水溶液21.44重量部と30
%水酸化ナトリウム水溶液3.85重量部(次亜塩素酸
ナトリウムの2倍モルに相当する)の混合液を一度に添
加した。80℃で10秒反応した後、所定量の冷水を加
えてポリマー固形分濃度を1%とした。このときのカチ
オン化度及びアニオン化度を参考例1〜3と同様にして
求めたところ、それぞれ2.61meq./g、1.1
5meq./gであった。このものは製造後5分以内に
抄紙実験に使用した。Example 1 Acrylamide containing 10 mol% of nitrile groups
5 of acrylonitrile copolymer (Brookfield viscosity of 10% aqueous solution at 20 ° C .; 9,400 cps)
While maintaining 100 parts by weight of a 1% aqueous solution at 80 ° C.
21.44 parts by weight of a 30% aqueous sodium hypochlorite solution and 30
A mixture of 3.85 parts by weight of an aqueous sodium hydroxide solution (corresponding to twice the molar amount of sodium hypochlorite) was added all at once. After reacting at 80 ° C. for 10 seconds, a predetermined amount of cold water was added to make the polymer solid content concentration 1%. When the degree of cationization and the degree of anionization were determined in the same manner as in Reference Examples 1 to 3, 2.61 meq. / G, 1.1
5meq. / G. This was used for papermaking experiments within 5 minutes after production.
【0033】比較例1〜4 20℃における10%水溶液粘度が各々355、2,0
00、3,400、51,800cpsのアクリルアミ
ドのホモポリマーを使用した以外は参考例1と同様に行
い、白色粉末のホフマン転移反応物を得た。以上の製造
結果はまとめて表1に示した。Comparative Examples 1 to 4 The viscosity of a 10% aqueous solution at 20 ° C. was 355, 2, 0, respectively.
The same procedure as in Reference Example 1 was carried out except for using a homopolymer of acrylamide of 00, 3,400, 51,800 cps to obtain a white powdered Hoffman transition reaction product. The above production results are summarized in Table 1.
【0034】[0034]
【表1】 [Table 1]
【0035】実施例2、参考例7〜12 叩解度450mlcsfの段ボール古紙パルプ1%スラ
リーに、硫酸バンドを対パルプで0.5%(乾燥重量基
準)添加して1分間撹拌し、次いで市販のアニオン系ポ
リアクリルアミド(15%品、ホープロン3150B、
三井東圧化学社製)1.0%水溶液を対パルプで0.2
4%(乾燥重量基準)添加して更に1分間撹拌を続け
た。次いで、参考例1〜6及び実施例1のホフマン転移
反応物の1%水溶液を対パルプで0.16 %(乾燥重
量基準)を添加した後さらに1分間撹拌し、一部は J
IS P8121に準じ、C.S.F.を測定し、残り
はTAPPI角型シートマシンで抄紙した。次いで11
0℃の送風型乾燥機で2時間乾燥し、坪量が125±3
g/m2の手抄き紙を得た。手抄き紙の評価に関して
は、JIS P8112に準じて[比破裂強さ]を、
[Z軸強度]は熊谷理機製インターナルボンドテスター
にて測定を行った。Example 2, Reference Examples 7 to 12 To a 1% slurry of corrugated paper pulp having a beating degree of 450 ml csf, 0.5% (on a dry weight basis) of a sulfuric acid band was added to the pulp and stirred for 1 minute. Anionic polyacrylamide (15% product, Hopron 3150B,
Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.)
4% (dry weight basis) was added and stirring continued for an additional minute. Then, 0.16% (based on dry weight) of the 1% aqueous solution of the Huffman transfer reaction product of Reference Examples 1 to 6 and Example 1 was added to the pulp, and the mixture was further stirred for 1 minute.
According to IS P8121, C.I. S. F. Was measured, and the rest was made with a TAPPI square sheet machine. Then 11
Dry for 2 hours in a blow dryer at 0 ° C, and the grammage is 125 ± 3.
g / m 2 of handmade paper was obtained. Regarding the evaluation of handmade paper, [specific burst strength] was determined according to JIS P8112.
[Z-axis strength] was measured with an internal bond tester manufactured by Kumagai Riki.
【0036】比較例5〜8 比較例1〜4のホフマン転移反応物を使用した他は実施
例2、参考例7〜12と同様にして、坪量が125±3
g/m2の手抄き紙を得た。[比破裂強さ]、[Z軸強
度]の測定は実施例1、参考例7〜12と同様の方法で
行った。以上の結果をまとめて表2に示す。Comparative Examples 5 to 8 Except for using the Huffman rearrangement reactants of Comparative Examples 1 to 4, the same procedures as in Example 2 and Reference Examples 7 to 12 were carried out, and the basis weight was 125 ± 3.
g / m 2 of handmade paper was obtained. [Specific burst strength] and [Z-axis strength] were measured in the same manner as in Example 1 and Reference Examples 7 to 12. Table 2 summarizes the above results.
【0037】[0037]
【表2】 [Table 2]
【0038】参考例13 参考例1のホフマン転移反応物を使用し、実施例2、参
考例7〜12と同様の方法で乾燥前の湿潤紙を製造し
た。湿潤状態のまま2枚の手抄き紙を重ね、ステンレス
製のロールを数回かけた後、3.5kg/m2で2分間
プレスを行った。次いで110℃の送風型乾燥機で2時
間乾燥し、坪量が250±6g/m2の手抄き紙を得
た。手抄き紙の評価に関しては、[層間紙力強度]は熊
谷理機製インターナルボンドテスターにて測定を行っ
た。REFERENCE EXAMPLE 13 A wet paper before drying was produced in the same manner as in Example 2 and Reference Examples 7 to 12 using the Huffman transfer product of Reference Example 1. Two sheets of handmade paper were stacked in a wet state, rolled several times with a stainless steel roll, and then pressed at 3.5 kg / m 2 for 2 minutes. Subsequently, it was dried for 2 hours by a blow dryer at 110 ° C. to obtain a handmade paper having a basis weight of 250 ± 6 g / m 2 . Regarding the evaluation of handmade paper, [interlayer paper strength] was measured by an internal bond tester manufactured by Kumagai Riki.
【0039】比較例9 比較例3のホフマン転移反応物を使用した以外は参考例
13と同様の方法により坪量が 250±6g/m2の
手抄き紙を得た。手抄き紙の評価に関しても参考例13
と同様の方法により測定を行った。Comparative Example 9 A hand-made paper having a basis weight of 250 ± 6 g / m 2 was obtained in the same manner as in Reference Example 13 except that the Hoffman rearrangement reaction product of Comparative Example 3 was used. Reference Example 13 for evaluation of handmade paper
The measurement was performed in the same manner as described above.
【0040】比較例10 紙力剤を使用しない点を除くと参考例13と同様の方法
により、坪量が250±6g/m2の手抄き紙を得た。
手抄き紙の評価に関しても参考例13と同様の方法によ
り測定を行った。以上の結果をまとめて表3に示す。Comparative Example 10 A hand-made paper having a basis weight of 250 ± 6 g / m 2 was obtained in the same manner as in Reference Example 13 except that no paper strength agent was used.
Regarding the evaluation of the handmade paper, the measurement was performed in the same manner as in Reference Example 13. Table 3 summarizes the above results.
【0041】[0041]
【表3】 [Table 3]
【0042】[0042]
【発明の効果】本発明は、新規なポリアクリルアミドを
用いることにより、従来技術ではできなかったZ軸紙力
強度及び層間紙力強度、さらには濾水性の大幅な向上を
達成するものである。その理由は必ずしも明らかではな
いが、ニトリル基の存在によりこのような効果がもたら
されることは従来知られておらず、優れたZ軸紙力強度
並びに層間紙力強度を有する紙の製造が可能になった。According to the present invention, the use of the novel polyacrylamide achieves a significant improvement in the strength of the Z-axis paper and the strength of the interlayer paper, which can not be achieved by the prior art, and furthermore, the drainage. Although the reason is not necessarily clear, it has not been heretofore known that such an effect is brought about by the presence of the nitrile group, and it is possible to produce paper having excellent Z-axis strength and interlayer strength. became.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−4606(JP,A) 特開 昭55−152896(JP,A) 特公 昭52−29796(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D21H 11/00 - 27/42────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-56-4606 (JP, A) JP-A-55-152896 (JP, A) JP-B-52-29796 (JP, B2) (58) Field (Int.Cl. 6 , DB name) D21H 11/00-27/42
Claims (3)
モル%、(b)ニトリル基を3〜40モル%含有するア
クリルアミド系共重合体と次亜ハロゲン酸塩とを、少な
くともpH11以上のアルカリ性条件下で、50〜11
0℃の温度(T)範囲で、以下に規定する短い時間
(t)内で反応を行って得られるカチオン性ポリアクリ
ルアミド。 e15,150/(273+T)×2.5×10−20
≦t(sec)≦e15,150/(273+T)×
10−18 +30 (Tは反応温度(℃)である。)(1) a group having a carbamoyl group:
Mol%, (b) an acrylamide-based copolymer containing 3 to 40 mol% of a nitrile group and a hypohalite, under alkaline conditions of at least pH 11 or more, from 50 to 11
A cationic polyacrylamide obtained by performing a reaction in a temperature (T) range of 0 ° C. within a short time (t) specified below. e 15,150 / (273 + T) × 2.5 × 10 −20
≦ t (sec) ≦ e 15,150 / (273 + T) ×
10 −18 +30 (T is the reaction temperature (° C.))
アミドを有効成分とするZ軸紙力及び層間紙力用紙力増
強剤。2. A paper strength enhancer comprising the cationic polyacrylamide according to claim 1 as an active ingredient.
アミドを主成分とする濾水向上剤。3. A drainage improver comprising the cationic polyacrylamide according to claim 1 as a main component.
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---|---|---|---|
JP8872197A JP2794413B2 (en) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | Cationic polyacrylamide, Z-axis paper strength and interlayer paper strength Paper strength enhancer and drainage improver |
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JP1042179A Division JP2665968B2 (en) | 1988-12-28 | 1989-02-21 | Z-axis paper strength and interlayer paper strength Paper strength enhancer and method, drainage improver, and papermaking |
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- 1997-03-24 JP JP8872197A patent/JP2794413B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH1025694A (en) | 1998-01-27 |
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