JP2907498B2 - Papermaking additives - Google Patents

Papermaking additives

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JP2907498B2
JP2907498B2 JP16663590A JP16663590A JP2907498B2 JP 2907498 B2 JP2907498 B2 JP 2907498B2 JP 16663590 A JP16663590 A JP 16663590A JP 16663590 A JP16663590 A JP 16663590A JP 2907498 B2 JP2907498 B2 JP 2907498B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は製紙産業において用いられるホフマン分解ア
クリルアミド系ポリマーを含有する製紙用添加剤の改良
に関する。
The present invention relates to an improvement in a papermaking additive containing a Hoffman-degraded acrylamide polymer used in the papermaking industry.

さらに詳しくは、特に紙層内の強度(紙の平面に対し
て垂直方向の強度を意味する。以下、Z軸強度と呼ぶ)
破裂強度、圧縮強度などの紙力強度を増強させる効果の
高い紙力増強剤に関するものである。
More specifically, the strength in the paper layer (meaning the strength in the direction perpendicular to the plane of the paper; hereinafter referred to as Z-axis strength)
The present invention relates to a paper strength enhancer having a high effect of enhancing paper strength such as burst strength and compressive strength.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来から、製紙工程において、紙の品質を高めるため
種々の製紙用添加剤が用いられている。
BACKGROUND ART Conventionally, various papermaking additives have been used in a papermaking process in order to improve paper quality.

とりわけ、紙の強度を向上せしめる性能を有する紙力
増強剤は、特に重要な薬品として製紙に不可欠である。
In particular, a paper-strengthening agent having a performance of improving paper strength is indispensable for papermaking as a particularly important chemical.

紙力増強剤としては、酸化澱粉、α化澱粉、カチオン
化澱粉、ジアルデヒド澱粉等の澱粉類、ポリアミドポリ
アミンのエピクロルヒドリン変性物、尿素ホルムアルデ
ヒド樹脂およびアクリルアミドを主成分とするアクリル
アミド系紙力増強剤(以下アクリルアミド系紙力増強剤
と略す。)などが目的に応じ、使用されているが、中で
もアクリルアミド系紙力増強剤は、その合成上の利点、
性能、使用上の扱い易さ等から最も広く一般的に使用さ
れている。
Examples of the paper strength enhancer include starches such as oxidized starch, pregelatinized starch, cationized starch, and dialdehyde starch; epichlorohydrin modified polyamide polyamine; Hereinafter, acrylamide-based paper-strengthening agents are used according to the purpose. Among them, acrylamide-based paper-strengthening agents are advantageous in their synthesis,
It is most widely and generally used because of its performance and ease of use.

これまでに知られているアクリルアミド系紙力増強剤
としては、アニオン性のポリアクリルアミド、あるいは
マンニッヒ反応、ホフマン分解反応によって変性して得
た両性のポリアクリルアミド、またはカチオン性のモノ
マーを共重合することによって得られるカチオン性ある
いは両性のポリアクリルアミド等がある。
So far known acrylamide-based paper strength agents include anionic polyacrylamide, or amphoteric polyacrylamide obtained by modification by Mannich reaction or Hoffman decomposition reaction, or copolymerization of cationic monomer. And amphoteric polyacrylamide obtained by the method described above.

これらアクリルアミド系紙力増強剤は、抄紙系中でパ
ルプスラリーに添加されることにより、紙力増強効果の
みならず、ろ水向上効果、填料等の歩留まり向上効果な
どが、その単独および組み合わせによる使用により同時
に発現される。
These acrylamide-based paper strength enhancers, when added to a pulp slurry in a papermaking system, have not only a paper strength enhancement effect, but also a drainage improvement effect, a yield improvement effect of fillers, etc., used alone or in combination. Are simultaneously expressed.

しかし、最近の製紙プロセスにおける、古紙使用比率
の増大、排水規制等による白水のクローズ度化率の上
昇、抄紙マシーンの高速化などの抄紙条件の悪化によ
り、本来、紙力増強剤の有している諸性能が十分に発揮
され難くなっている。
However, due to the recent increase in the ratio of used paper in the papermaking process, the increase in the degree of white water closeness due to drainage regulations, and the deterioration of papermaking conditions such as the speeding up of papermaking machines. It is difficult for the various performances to be fully exhibited.

とりわけ、紙力の低下の克服は重要な課題であり、紙
の用途によっては、Z軸強度の低下による諸問題がその
紙の利用面での大きな妨げとなる場合が多い。
In particular, overcoming the reduction in paper strength is an important issue, and depending on the use of paper, various problems due to the reduction in Z-axis strength often hinder the use of the paper.

具体的には、板紙分野では、例えば、コート白ボール
等で発生するZ軸強度が低いことによる後加工適性不
良、また、洋紙分野では、コート紙のZ軸強度が低いこ
とによるオフ輪印刷時のブリスター発生、表面強度の低
下へとつながる。
Specifically, in the paperboard field, for example, poor post-processing suitability due to low Z-axis strength generated by coated white balls and the like, and in the paper field, during off-wheel printing due to low Z-axis strength of coated paper. Blisters and lower surface strength.

Z軸強度を向上させる紙力増強剤としては、例えば、
特開昭55-108405、特開昭58-152004、時開昭62-59602号
に記載されているように、先のホフマン分解反応による
アクリルアミド系紙力増強剤(以下、ホフマン分解アク
リルアミド系紙力増強剤と略す。)の効果が高いことが
知られ実際多用される。
As a paper strength enhancer for improving the Z-axis strength, for example,
As described in JP-A-55-108405, JP-A-58-152004, and Tokikai-62-59602, an acrylamide-based paper strength enhancer (hereinafter referred to as a Hoffman-degraded acrylamide-based paper Is abbreviated as "enhancing agent".

しかしながら、ホフマン分解反応を受けるベースのア
クリルアミド系ポリマーは、基本的には直鎖状のポリマ
ーであり、その直鎖状のポリマーが3次元構造に結合し
たアクリルアミド系ポリマーのホフマン分解反応物は、
紙力増強剤としての性能について、これまで全く考慮さ
れておらず、その効果についても全く知られていなかっ
た。
However, the base acrylamide-based polymer that undergoes the Hoffman decomposition reaction is basically a linear polymer, and the Hoffman decomposition product of the acrylamide-based polymer in which the linear polymer is bonded to a three-dimensional structure is:
The performance as a paper strength agent has not been considered at all, and its effect has not been known at all.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

本発明は、抄紙条件の悪化の中で、特にZ軸強度、破
裂強度、圧縮強度などの紙力強度を増強させる効果の高
いホフマン分解反応によるアクリルアミド系紙力増強剤
を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an acrylamide-based paper strength enhancer by a Hoffman decomposition reaction having a high effect of enhancing paper strength such as Z-axis strength, burst strength, and compressive strength, especially under the deterioration of papermaking conditions.

ホフマン分解アクリルアミド系紙力増強剤に、さらに
工夫を加えることにより、一層の性能向上が達成できれ
ば、製紙用添加剤の使用量を全体的に減らすことがで
き、抄紙コストを下げることが可能となるばかりでな
く、抄紙系内汚染の原因となりえる未定着樹脂量の減少
にもつながるなど多くのメリットが期待される。
If further improvements can be achieved by further devising the Hoffman-decomposed acrylamide-based paper strength enhancer, the amount of papermaking additives used can be reduced overall and papermaking costs can be reduced. In addition, many advantages are expected, such as a reduction in the amount of unfixed resin that can cause contamination in the papermaking system.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明者らは、上記事情を鑑み、ホフマン分解アクリ
ルアミド系紙力増強剤の改良に関し鋭意検討した結果、
主鎖に3次元の架橋構造を持つアクリルアミド系ポリマ
ーを用い、これをホフマン分解して得たホフマン分解ア
クリルアミド系紙力増強剤は、従来公知のホフマン分解
アクリルアミド系紙力増強剤と比較して、Z軸強度のみ
ならず、破裂強度、圧縮強度などの紙力強度向上性能、
さらにはろ水性の向上性能等に著しく卓効がみられるこ
とを見出し本発明を完成するに至った。
The present inventors, in view of the above circumstances, as a result of intensive studies on the improvement of Hoffman degradation acrylamide-based paper strength agent,
Using an acrylamide-based polymer having a three-dimensional crosslinked structure in the main chain, the Huffman-degraded acrylamide-based paper strength enhancer obtained by subjecting this to Hoffman degradation is compared with a conventionally known Huffman-degraded acrylamide-based paper strength enhancer, Not only Z-axis strength, but also paper strength improvement such as burst strength and compression strength,
Furthermore, they have found that a remarkable effect is seen in the performance of improving the freeness and the like, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、アクリルアミド系ポリマーを、ア
ルカリ存在下で、次亜ハロゲン酸塩とを50〜110℃の温
度範囲で反応させた得られるホフマン分解アクリルアミ
ド系ポリマーを含有する製紙用添加剤において、 該アクリルアミド系ポリマーが、 A)ポリマー構成モノマー中、0.01〜1モル%の架橋性
モノマー及び/又は0.01〜5モル%の架橋剤を添加して
重合した主鎖に3次元の架橋構造を持つアクリルアミド
系ポリマー、或いは、 B)アクリルアミド系ポリマーを、更にグラフト重合し
て、主鎖に側鎖構造を持つアクリルアミド系ポリマーで
あることを特徴とする製紙用添加剤を提供するものであ
る。
That is, the present invention relates to a papermaking additive containing a Hoffman-decomposed acrylamide-based polymer obtained by reacting an acrylamide-based polymer with a hypohalite in a temperature range of 50 to 110 ° C in the presence of an alkali, Acrylamide-based polymer having the three-dimensional cross-linked structure in the main chain obtained by adding 0.01 to 1 mol% of a crosslinkable monomer and / or 0.01 to 5 mol% of a crosslinker in the polymer constituting monomers. A polymer or B) an acrylamide-based polymer is further graft-polymerized to provide a papermaking additive characterized by being an acrylamide-based polymer having a side chain structure in a main chain.

上記の製紙用添加剤において、ホフマン反応をうける
アクリルアミド系ポリマーは、いずれも部分的にポリマ
ー主鎖間が架橋された構造を有していると推定される。
In the above-mentioned papermaking additives, it is presumed that all of the acrylamide-based polymers subjected to the Huffman reaction have a structure in which the polymer main chains are partially crosslinked.

ポリマー主鎖間が架橋された構造を有することによ
り、その水溶液は非ニュートン性粘性を有するようにな
る。
By having a crosslinked structure between polymer main chains, the aqueous solution has a non-Newtonian viscosity.

ここで、ポリマー水溶液が非ニュートン性粘性を有す
ることは下記の式で粘性指数nが1未満であることと同
義であるとする。
Here, the fact that the polymer aqueous solution has a non-Newtonian viscosity is synonymous with the fact that the viscosity index n is less than 1 in the following equation.

S=kDn (S:ずり応力、D:ずり速度、k:定数、 n:粘性指数) 粘性指数nを測定する方法として、回転粘度計、レオ
メーターなど種々の方法が考えられるが、簡便な方法と
しては、回転粘度計で回転速度を変えながら粘度を測定
し、その時の指示値と回転速度との相関から、粘性指数
nを算出できる。
S = kD n (S: shear stress, D: shear rate, k: constant, n: viscosity index) As a method of measuring the viscosity index n, various methods such as a rotational viscometer and a rheometer can be considered. As a method, the viscosity is measured while changing the rotation speed with a rotation viscometer, and the viscosity index n can be calculated from the correlation between the indicated value at that time and the rotation speed.

一般にアクリルアミド系ポリマー水溶液は、通常紙力
増強剤として使用される分子量範囲では、通常の方法で
製造したポリマーはニュートン性粘性を示すが、その分
子量が高くなれば、直鎖状のポリマーでも、非ニュート
ン性粘性を示すようになる。しかし、粘性指数nの値か
らポリマーの架橋の程度を推定することは可能である。
Generally, an aqueous solution of an acrylamide-based polymer has a Newtonian viscosity in a molecular weight range usually used as a paper strength enhancer, but a polymer produced by an ordinary method exhibits Newtonian viscosity. It shows Newtonian viscosity. However, it is possible to estimate the degree of crosslinking of the polymer from the value of the viscosity index n.

本発明におけるアクリルアミド系ポリマーとはアクリ
ルアミドおよび/またはメタアクリルアミドをポリマー
構成モノマーの総モル和に対し、30モル%以上含有する
水溶性のポリマーをいう。
The acrylamide-based polymer in the present invention refers to a water-soluble polymer containing acrylamide and / or methacrylamide in an amount of 30 mol% or more based on the total moles of the monomers constituting the polymer.

アクリルアミド系ポリマーにおけるアクリルアミドお
よび/またはメタアクリルアミド以外の成分としては、
下記のモノマーを例示でき、ポリマーの水溶性を損なわ
ない範囲で使用可能である。
Components other than acrylamide and / or methacrylamide in the acrylamide polymer include:
The following monomers can be exemplified, and they can be used as long as the water solubility of the polymer is not impaired.

ノニオン性モノマーの例として、スチレン、アクリロ
ニトリル、酢酸ビニル、ヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、
各種のメトキシポリエチレングリコール等の(メタ)ア
クリレート誘導体等が適当である。
Examples of nonionic monomers include styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate,
Suitable are various (meth) acrylate derivatives such as various methoxypolyethylene glycols.

アニオン性モノマーの例としてアクリル酸、メタクリ
ル酸等のモノカルボン酸類、イタコン酸、マレイン酸、
フマール酸等のジカルボン酸類およびアクリルアミドメ
チルプロパンスルホン酸などのスルホン酸類等が挙げら
れる。
Examples of anionic monomers acrylic acid, monocarboxylic acids such as methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid,
Examples include dicarboxylic acids such as fumaric acid and sulfonic acids such as acrylamidomethylpropanesulfonic acid.

カチオン性モノマーの例としてジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メ
タ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アク
リレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレー
ト、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、
ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の3
級アミノ基を有するビニルモノマー、または、それらの
塩酸、硫酸もしくは酢酸などの無機酸ないしは有機酸の
塩類、あるいは該3級アミノ基を有するビニルモノマー
とメチルクロライド、メチルブロマイド等のアルキルハ
ライド、ベンジルクロライド、ベンジルブロマイド等の
アリールアルキルハライド、ジメチル硫酸、エピクロル
ヒドリン等の4級化剤との反応によって得られる第4級
アンモニウム塩を含有するビニルモノマー、さらには、
ジメチルジアリルアンモニウムクロライド等のアリル基
を有するカチオン性モノマーがある。
Examples of the cationic monomer include dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminopropyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide,
3 such as diethylaminopropyl (meth) acrylamide
Vinyl monomers having a tertiary amino group, or salts of inorganic acids or organic acids thereof such as hydrochloric acid, sulfuric acid or acetic acid, or vinyl monomers having a tertiary amino group and alkyl halides such as methyl chloride and methyl bromide, and benzyl chloride A vinyl monomer containing a quaternary ammonium salt obtained by reaction with an arylalkyl halide such as benzyl bromide, dimethyl sulfate, or a quaternizing agent such as epichlorohydrin;
There are cationic monomers having an allyl group such as dimethyldiallylammonium chloride.

上記したアクリルアミド系ポリマーの水溶液状態での
粘度(25℃)は、ブルックフィールド粘度で7〜20%濃
度において100〜100000cpsを示すものが好ましく、さら
に好ましくは該濃度範囲において500〜50000cpsであ
る。
The viscosity (25 ° C.) of the above-mentioned acrylamide-based polymer in an aqueous solution state is preferably 100 to 100,000 cps at a Brookfield viscosity of 7 to 20%, more preferably 500 to 50,000 cps in the concentration range.

本発明に用いられる架橋性モノマーとしては、メチレ
ンビス(メタ)アクリルアミド、へキサメチレンビス
(メタ)アクリルアミド等のビス(メタ)アクリルアミ
ド類、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)アクリレート等のジ
(メタ)アクリレート類、アジピン酸ジビニル、セバシ
ン酸ジビニル等のジビニルエステル類およびジビニルベ
ンゼン等によって代表される二重結合を2つ有するモノ
マー、トリメチロールプロパントリアクリレート、N,N
−ジアリルアクリルアミドなどで代表される二重結合を
3つ有するモノマー、あるいはメチロール(メタ)アク
リルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート、N−メ
トキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシブ
チル(メタ)アクリルアミド等の反応性官能基を有する
ビニルモノマー等を使用することができる。これらモノ
マーを2種以上併用してもよい。
Examples of the crosslinking monomer used in the present invention include bis (meth) acrylamides such as methylenebis (meth) acrylamide and hexamethylenebis (meth) acrylamide, ethylene glycol di (meth) acrylate, and polyethylene glycol di (meth) acrylate. Di (meth) acrylates, divinyl esters such as divinyl adipate and divinyl sebacate, and monomers having two double bonds represented by divinylbenzene, etc., trimethylolpropane triacrylate, N, N
-Reaction of a monomer having three double bonds represented by diallyl acrylamide or the like, or a reaction of methylol (meth) acrylamide, glycidyl (meth) acrylate, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-methoxybutyl (meth) acrylamide, etc. For example, a vinyl monomer having a functional group can be used. Two or more of these monomers may be used in combination.

上記した架橋性モノマーの量的比率は、ポリマー構成
モノマーの総モル和に対し、0.01〜1モル%であり、好
ましくは0.02〜0.5モル%である。
The quantitative ratio of the above-mentioned crosslinkable monomer is from 0.01 to 1 mol%, preferably from 0.02 to 0.5 mol%, based on the total mol of the polymer constituting monomers.

本発明に用いられる架橋剤は、本発明におけるアクリ
ルアミド系ポリマーのポリマー主鎖間を共有結合にて架
橋可能な性質を有するものを意味する。
The cross-linking agent used in the present invention means one having a property capable of cross-linking between the polymer main chains of the acrylamide-based polymer of the present invention by a covalent bond.

具体的には、ホルマリン、グリオキザール、グルタル
アルデヒド、エピクロルヒドリン等が例示できる。
Specifically, formalin, glyoxal, glutaraldehyde, epichlorohydrin and the like can be exemplified.

上記した架橋剤の量的比率は、ポリマー構成モノマー
の総モル和に対し、0.01〜5モル%、好ましくは0.02〜
3モル%である。
The quantitative ratio of the above-mentioned crosslinking agent is 0.01 to 5 mol%, preferably 0.02 to 5 mol%, based on the total mol of the polymer constituting monomers.
3 mol%.

本発明に用いられるグラフト重合させたアクリルアミ
ド系ポリマーは、重合を2段回以上にわけて行うことに
より得ることができる。
The graft-polymerized acrylamide polymer used in the present invention can be obtained by performing polymerization in two or more stages.

具体的な方法としては、重合開始剤を2段以上にわた
って添加して重合をおこなわせる方法、モノマーを2段
以上にわたって添加して重合をおこなわせる方法などが
ある。
As a specific method, there are a method in which polymerization is performed by adding a polymerization initiator in two or more stages, and a method in which polymerization is performed by adding a monomer in two or more stages.

重合開始剤の2段添加法において、2段目の添加時期
は重合が開始して発熱が始まり、温度が上昇して、その
上昇速度が減少し始めた時点以降が好ましい。
In the two-stage addition method of the polymerization initiator, the second stage is preferably added after the time when the polymerization starts and heat is generated, the temperature rises, and the rising speed starts to decrease.

その時の開始剤の添加量は、初期重合(主鎖の合成)
モノマー添加量と同等以下、好ましくは10〜50%が適当
である。
The amount of initiator added at that time depends on the initial polymerization (synthesis of the main chain).
It is appropriate that the amount is equal to or less than the amount of the monomer added, preferably 10 to 50%.

その際、加熱して重合温度を上昇させても良いし、異
なる開始剤を添加してもよい。
At this time, the polymerization temperature may be raised by heating, or a different initiator may be added.

モノマーの2段添加法においても、2段目のモノマー
添加時期は、1段目のモノマーの重合温度上昇速度が低
下し始めた時点以降が好ましい。
Also in the two-stage monomer addition method, the timing of the second-stage monomer addition is preferably after the time when the rate of increase in the polymerization temperature of the first-stage monomer starts to decrease.

1段目のモノマー添加量(X)に対する、2段目のモ
ノマー添加量(Y)との比率は、重量比でX:Y=10:90〜
90:10、好ましくは、X:Y=30:70〜70:30の範囲が適当で
ある。
The ratio of the monomer addition amount (Y) in the second stage to the monomer addition amount (X) in the first stage is X: Y = 10: 90 by weight.
90:10, preferably X: Y = 30: 70-70: 30.

その際、併せて重合開始剤を添加しても良いし、ま
た、加熱して温度を上昇させてもよい。
At this time, a polymerization initiator may be added together, or the temperature may be increased by heating.

本発明に用いられるアクリルアミド系ポリマーの重合
溶媒としては水、アルコール、ジメチルホルムアミド等
の極性溶媒が使用可能であるが、経済性等から水溶性重
合が望ましい。
As a polymerization solvent for the acrylamide-based polymer used in the present invention, a polar solvent such as water, alcohol, or dimethylformamide can be used, but water-soluble polymerization is desirable from the viewpoint of economy and the like.

本発明に用いられるアクリルアミド系ポリマーの重合
開始剤としては、重合溶媒に溶解するものであれば特に
制限はない。
The polymerization initiator of the acrylamide polymer used in the present invention is not particularly limited as long as it is soluble in a polymerization solvent.

具体的には、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ト等があげられる。
この場合、単独でも使用できるが、亜硫酸塩、亜硫酸水
素塩、あるいは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、さらにはアルドース、ケトース
等の還元糖などの還元剤と組み合わせて、レドックス系
重合開始剤として使うことが好ましい。
Specific examples include ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, tert-butyl peroxide and the like.
In this case, although it can be used alone, it is combined with a reducing agent such as a sulfite, a bisulfite, or an organic amine such as N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, and further, a reducing sugar such as aldose or ketose. Thus, it is preferable to use it as a redox polymerization initiator.

また、アゾ化合物も使用可能であり、具体的にはアゾ
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
ン酸およびその塩等を例示することができる。
Also, azo compounds can be used, specifically, azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis-2-amidinopropane hydrochloride, 2,2′-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 4,4'-azobis-4-cyanovaleic acid and salts thereof can be exemplified.

また、前記のグラフト重合させたアクリルアミド系ポ
リマーを得る場合には、重合開始剤として上記した重合
開始剤以外に、第2セリウムイオン、第2鉄イオン等の
遷移金属イオンを使用することも可能であり、前記した
重合開始剤と併用しても良い。
When the acrylamide-based polymer obtained by the graft polymerization is obtained, a transition metal ion such as a cerium ion or a ferric ion can be used as the polymerization initiator in addition to the polymerization initiator described above. Yes, it may be used in combination with the above-mentioned polymerization initiator.

これらの開始剤は2種類以上併用することも可能であ
る。また、開始剤に加えて、必要に応じ、イソプロピル
アルコール、アリルアルコール等の連鎖移動剤も適宜使
用することができる。
Two or more of these initiators can be used in combination. In addition to the initiator, a chain transfer agent such as isopropyl alcohol and allyl alcohol can be used as needed.

次に、上記した方法で製造したアクリルアミド系ポリ
マーの重合体のホフマン分解反応を行う。
Next, a Hoffman decomposition reaction of the acrylamide-based polymer produced by the above method is performed.

その際、原料となるアクリルアミド系ポリマーは、そ
の製造を水溶液でおこなった場合には、そのまま、もし
くは必要に応じ稀釈して反応に供することができる。
At that time, when the acrylamide-based polymer as a raw material is produced in an aqueous solution, the acrylamide-based polymer can be used for the reaction as it is or after dilution as necessary.

ホフマン分解反応はアルカリ性領域下で、つまりアル
カリ性物質の共存下にアクリルアミド系ポリマーのアミ
ド基に次亜ハロゲン酸を作用させておこなうものであ
り、次亜ハロゲン酸としては次亜塩素酸、次亜臭素酸、
次亜よう素酸があげられる。
The Hoffman decomposition reaction is carried out in the alkaline region, that is, by the action of hypohalous acid on the amide group of the acrylamide polymer in the coexistence of an alkaline substance, and hypochlorous acid is hypochlorous acid or hypobromite. acid,
Hypoiodic acid.

次亜塩素酸塩としては、かかる次亜塩素酸の、アルカ
リ金属またはアルカリ土類金属塩が挙げられ、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などがある。同様にし
て、次亜臭素酸、次亜よう素酸としても次亜臭素酸、次
亜よう素酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩が
挙げられる。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。
Examples of the hypochlorite include alkali metal or alkaline earth metal salts of such hypochlorous acid. Specifically, sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, lithium hypochlorite, Examples include calcium chlorite, magnesium hypochlorite, and barium hypochlorite. Similarly, hypobromous acid and hypoiodic acid include hypobromous acid and alkali metal or alkaline earth metal salts of hypoiodous acid. It is also possible to generate a hypohalite by blowing a halogen gas into an alkaline solution.

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
チウムなどがあげられる。
On the other hand, examples of the alkaline substance include alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, and alkali metal carbonates. Among them, alkali metal hydroxides are preferable, and sodium hydroxide, potassium hydroxide, and water. Lithium oxide and the like.

上記した物質のアクリルアミド系ポリマーに対する添
加量は次亜ハロゲン酸塩では、アミド基に対して、5〜
200モル%、好ましくは10〜150モル%であり、アルカリ
性物質では、アミド基に対して、5〜400モル%、好ま
しくは10〜300モル%である。
The amount of the above-mentioned substance added to the acrylamide-based polymer is 5 to 5 with respect to the amide group in hypohalite.
It is 200 mol%, preferably 10 to 150 mol%, and in an alkaline substance, it is 5 to 400 mol%, preferably 10 to 300 mol%, based on the amide group.

アルカリ性領域の範囲すなわちpH範囲は、概ね11〜14
の範囲にある。
The range of the alkaline region, that is, the pH range is generally about 11 to 14.
In the range.

ホフマン分解反応の反応温度は0〜110℃の範囲のな
かから選択可能であるが、低温側より50〜110℃の高温
領域であるのが紙力増強剤としての効果がより高く好ま
しい。さらに好ましくは60〜100℃の範囲である。
The reaction temperature of the Hoffman decomposition reaction can be selected from the range of 0 to 110 ° C., but a higher temperature range of 50 to 110 ° C. than the lower temperature side is preferable because the effect as a paper strength enhancer is higher. The temperature is more preferably in the range of 60 to 100 ° C.

ホフマン分解反応を行う際のアクリルアミド系ポリマ
ーの濃度は、概ね0.1〜25重量%程度であるが、反応濃
度が高くなるとゲル化が生じやすくなることから、通常
は0.1〜15重量%の範囲であることが好ましい。
The concentration of the acrylamide-based polymer at the time of performing the Hoffman decomposition reaction is generally about 0.1 to 25% by weight, but since the gelation is likely to occur when the reaction concentration is high, the concentration is usually in the range of 0.1 to 15% by weight. Is preferred.

ホフマン分解反応を高温で短時間で行う場合は、反応
温度が1%未満では反応速度が遅くなるなどの問題があ
ることから、1〜10重量%であることがさらに好まし
い。
When the Hoffman decomposition reaction is performed at a high temperature for a short period of time, if the reaction temperature is less than 1%, there is a problem that the reaction rate becomes slow. Therefore, it is more preferably 1 to 10% by weight.

ホフマン分解反応時間は、反応温度、及び反応溶液中
のポリマー濃度に依存して変わりうるが、低温では長時
間必要であるのに対し、50℃以上の高温では短時間で反
応を行うことができる。
The Hoffman decomposition reaction time can vary depending on the reaction temperature and the polymer concentration in the reaction solution, but a low temperature requires a long time, whereas a high temperature of 50 ° C. or higher can perform the reaction in a short time. .

例えば、ポリマー濃度が1〜10重量%程度の場合、50
℃では十数分以内、65℃では数分以内、80℃では数十秒
以内で十分である。さらにポリマー濃度が高くなれば反
応時間はより短くてすむ。
For example, when the polymer concentration is about 1 to 10% by weight, 50
Within 10 minutes at 65 ° C, within several minutes at 65 ° C and within several tens of seconds at 80 ° C are sufficient. The higher the polymer concentration, the shorter the reaction time.

次に上記した条件で反応を行った後、本発明において
は、副反応の進行を抑制するために反応を停止すること
が望ましい。ただし、反応後ただちに使用する場合には
必ずしも反応停止を行わなくてもよい。
Next, after carrying out the reaction under the above conditions, in the present invention, it is desirable to stop the reaction in order to suppress the progress of the side reaction. However, when used immediately after the reaction, the reaction need not necessarily be stopped.

反応停止の方法としては、 (1)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、トリエチルアミン等の還
元剤を添加する、 (2)冷却し低温にする、 (3)溶液のpHを酸添加により低下させる、等の方法を
単独あるいは組み合わせで用いることができる。
The reaction can be stopped by (1) adding a reducing agent such as sodium sulfite, sodium thiosulfate, ethyl malonate, thioglycerol, or triethylamine; (2) cooling to a low temperature; and (3) adjusting the pH of the solution to an acid. The method of lowering by addition may be used alone or in combination.

本発明の製紙用添加剤は紙あるいは板紙を抄造する工
程において使用され、その添加によって大きな効力がも
たらされる。
The papermaking additive of the present invention is used in the papermaking process of paper or paperboard, and its addition brings great efficacy.

このときの製紙用添加剤の添加量は抄紙原料パルプの
乾操固形分重量に対して0.005〜5重量%、好ましくは
0.01〜2%の範囲である。
At this time, the amount of the papermaking additive added is 0.005 to 5% by weight, preferably 0.005 to 5% by weight, based on the weight of the dry solid content of the raw pulp.
It is in the range of 0.01 to 2%.

本発明の製紙用添加剤は単独で使用することもできる
が、必要に応じて硫酸バンド、アニオン性アクリルアミ
ド系ポリマーなどのアニオン性樹脂等と併用して抄造を
行うことも好ましい。
The papermaking additive of the present invention can be used alone, but if necessary, it is preferable to perform papermaking in combination with an anionic resin such as a sulfate band or an anionic acrylamide polymer.

これらの薬品の添加順序は任意の順序あるいは同時に
添加することができる。
These chemicals can be added in any order or simultaneously.

また、カチオン性アクリルアミド系ポリマーとアニオ
ン性樹脂の添加比率は任意に選ぶことができ、固形分重
量の比で100:0〜10:90の範囲にある。
The addition ratio of the cationic acrylamide polymer to the anionic resin can be arbitrarily selected, and is in the range of 100: 0 to 10:90 in terms of the weight of the solid content.

本発明の製紙用添加剤の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、通常は抄紙ワイヤー
部に近い場所に添加する方が良い。
The place for adding the papermaking additive of the present invention may be any place before the wet sheet is formed, and it is usually better to add the additive to a place near the papermaking wire portion.

本発明のホフマン分解反応によるアクリルアミド系紙
力増強剤は、抄紙条件の悪化の中で、特にZ軸強度、破
裂強度、圧縮強度などの紙力強度を増強させる効果が高
い。
The acrylamide-based paper-strengthening agent by the Hoffman decomposition reaction of the present invention has a high effect of enhancing paper-strength such as Z-axis strength, bursting strength, and compressive strength, especially under the deterioration of papermaking conditions.

従って、一層の性能向上が達成でき、製紙用添加剤の
使用量を全体的に減らすことができ、抄紙コストを下げ
ることが可能となるばかりでなく、抄紙系内汚染の原因
となりえる未定着樹脂量の減少にもつながるなど多くの
メリットが期待される。
Therefore, a further improvement in performance can be achieved, the amount of papermaking additives used can be reduced as a whole, and not only the cost of papermaking can be reduced, but also unfixed resin which can cause contamination in the papermaking system. Many benefits are expected, including a reduction in volume.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明を実施例および応用実施例にわけて具体
的に説明するが、本発明は以下の実施例および応用実施
例に必ずしも限定されるものではない。尚、%およびpp
mとあるのは特に限定のない限り、すべて重量%及び重
量ppmである。
Next, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Application Examples, but the present invention is not necessarily limited to the following Examples and Application Examples. In addition,% and pp
Unless otherwise specified, “m” means “% by weight” and “ppm by weight”.

比較例7 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコにアクリルアミド70.93g、メチレンビ
スアクリルアミド0.154gを仕込み、水を加え全量を444.
3gとした。しかるのち、窒素ガスを吹き込みながら、内
温を45℃に昇温させた。攪拌しながら、過硫酸アンモニ
ウム0.57g、亜硫酸水素ナトリウム0.26gを投入して重合
を開始した。その後、85℃で保温し、重合開始後、2時
間後に水を投入し、重合を完了させたところ、ポリマー
成分15%、25℃におけるブルックフィールド粘度がNo4
ローター、60rpmで3700cps、No3ローター、6rpmで4500c
ps、すなわち粘性指数0.82のアクリルアミド系ポリマー
水溶液を得た。
Comparative Example 7 A four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube was charged with 70.93 g of acrylamide and 0.154 g of methylenebisacrylamide, and water was added to bring the total amount to 444.
3 g. Thereafter, the internal temperature was raised to 45 ° C. while blowing nitrogen gas. While stirring, 0.57 g of ammonium persulfate and 0.26 g of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. Thereafter, the temperature was maintained at 85 ° C., and water was added two hours after the start of the polymerization to complete the polymerization. As a result, the polymer component was 15% and the Brookfield viscosity at 25 ° C. was No. 4
Rotor, 3700cps at 60rpm, No3 rotor, 4500c at 6rpm
ps, that is, an aqueous solution of an acrylamide polymer having a viscosity index of 0.82 was obtained.

その後、この水溶液237.0gを5℃に冷却し、攪拌を続
けながら当該水溶液中に40%NaOH20.0g有効塩素12.0%
のNaOCl 58.2gおよび水118.5gを混合滴下し、5℃に保
ちながら24時間反応させた。反応終了後、20%HClでpH
を4.5に調整し、5℃の水を加え、先のアクリルアミド
系ポリマー換算で6.0%であり、コロイド滴定によるカ
チオン当量が2.39meq/g、アニオン当量が0.28meq/gのホ
フマン分解アクリルアミド系紙力増強剤A−1を得た。
Thereafter, 237.0 g of this aqueous solution was cooled to 5 ° C., and 40% NaOH 20.0 g available chlorine 12.0% was added to the aqueous solution while stirring was continued.
Of NaOCl and 118.5 g of water were mixed and dropped, and reacted at 24 ° C. for 24 hours. After the reaction is completed, pH is adjusted with 20% HCl.
Was adjusted to 4.5, water at 5 ° C was added, and the Hoffman-decomposed acrylamide paper strength was 6.0% in terms of acrylamide-based polymer, the cation equivalent by colloid titration was 2.39meq / g, and the anion equivalent was 0.28meq / g. An enhancer A-1 was obtained.

実施例1 比較例7で得られたアクリルアミド系ポリマー水溶液
を蒸留水で稀釈し2%水溶液とした。ついでこの水溶液
355.4gを80℃に加熱し、攪拌を続けながら当該水溶液中
に40%NaOH 4.0g、有効塩素12.2%のNaOCl 11.64gの混
合溶液を一度に加えた。添加後、5秒間反応させ、先の
アクリルアミド系ポリマー換算で1.92%であり、コロイ
ド滴定によるカチオン当量が2.42meq/g、アニオン当量
が0.30meq/gのホフマン分解アクリルアミド系紙力増強
剤A−2を得た。
Example 1 The aqueous solution of an acrylamide polymer obtained in Comparative Example 7 was diluted with distilled water to obtain a 2% aqueous solution. Then this aqueous solution
355.4 g was heated to 80 ° C., and a mixed solution of 4.0 g of 40% NaOH and 11.64 g of NaOCl containing 12.2% of available chlorine was added to the aqueous solution at a time while stirring was continued. After the addition, the mixture was allowed to react for 5 seconds, which was 1.92% in terms of the acrylamide-based polymer, and had a cation equivalent of 2.42 meq / g and an anion equivalent of 0.30 meq / g by colloid titration. I got

比較例8、9実施例2、3 メチレンビスアクリルアミドの量と、それに伴う重合
開始剤の量を変更した以外は、比較例7または実施例1
と同様の方法により、ホフマン分解アクリルアミド系紙
力増強剤A−3〜A−6を得た。
Comparative Examples 8 and 9 Examples 2 and 3 Comparative Example 7 or Example 1 except that the amount of methylenebisacrylamide and the amount of the polymerization initiator associated therewith were changed.
In the same manner as described above, Hoffman-decomposed acrylamide-based paper strength agents A-3 to A-6 were obtained.

A−3〜A−6の合成条件及び物性値を表1に示す。 Table 1 shows the synthesis conditions and physical properties of A-3 to A-6.

比較例1 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコにアクリルアミド71.0gを仕込み、水
を加え全量を443.8gとした。しかるのち、窒素ガスを吹
き込みながら、内温を45℃に昇温させた。攪拌しなが
ら、過硫酸アンモニウム0.22g、亜硫酸水素ナトリウム
0.10gを投入して重合を開始した。その後、85℃で保温
し、重合開始後、2時間後に水を投入し、重合を完了さ
せたところ、ポリマー成分15%、25℃におけるブルック
フィールド粘度がNo4ローター、60rpmで4510cps、No3ロ
ーター、6rpmで4500cps、すなわち粘性指数1.00のアク
リルアミド系ポリマー水溶液を得た。
Comparative Example 1 A four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube was charged with 71.0 g of acrylamide, and water was added to make a total amount of 443.8 g. Thereafter, the internal temperature was raised to 45 ° C. while blowing nitrogen gas. With stirring, ammonium persulfate 0.22g, sodium bisulfite
The polymerization was started by adding 0.10 g. Thereafter, the temperature was maintained at 85 ° C., and after 2 hours from the start of the polymerization, water was added, and the polymerization was completed. When the polymerization was completed, the Brookfield viscosity at 25 ° C. was 15%, the Brookfield viscosity at 25 ° C. was 4510 cps at 60 rpm, the No. 3 rotor was 6 rpm. Thus, an aqueous acrylamide polymer solution having a viscosity index of 1.00 was obtained at 4500 cps.

その後、この水溶液236.7gを5℃に冷却し、攪拌を続
けながら当該水溶液中に40%NaOH 20.0g、有効塩素12.2
%のNaOCl 58.2gおよび水118.3gを混合滴下し、5℃に
保ちながら24時間反応させた。反応終了後、20%HClでp
Hを4.5に調整し、5℃の水を加え、先のアクリルアミド
系ポリマー換算で、6.0%であり、コロイド滴定による
カチオン当量が2.35meq/g、アニオン当量が0.28meq/gの
ホフマン分解アクリルアミド系紙力増強剤B−1を得
た。
Thereafter, 236.7 g of this aqueous solution was cooled to 5 ° C., and 20.0 g of 40% NaOH and 12.2 g of available chlorine were added to the aqueous solution while stirring.
58.2 g of NaOCl and 118.3 g of water were mixed and dropped, and reacted at 24 ° C. for 24 hours. After the reaction, p with 20% HCl
H was adjusted to 4.5, water at 5 ° C was added, and it was 6.0% in terms of the acrylamide-based polymer. The cation equivalent by colloid titration was 2.35 meq / g, and the anion equivalent was 0.28 meq / g. Paper strength enhancer B-1 was obtained.

比較例2 比較例1で得られたアクリルアミド系ポリマー水溶液
を蒸留水で稀釈し2%水溶液とした。ついでこの水溶液
355.05gを80℃に加熱し、攪拌を続けながら当該水溶液
中に40%NaOH 4.0g、有効塩素12.2%のNaOCl 11.64gの
混合溶液を一度に知えた。添加後、5秒間反応させ、先
のアクリルアミド系ポリマー換算で1.92%であり、コロ
イド滴定によるカチオン当量が2.43meq/g、アニオン当
量が0.30meq/gのホフマン分解アクリルアミド系紙力増
強剤B−2を得た。
Comparative Example 2 The aqueous acrylamide polymer solution obtained in Comparative Example 1 was diluted with distilled water to obtain a 2% aqueous solution. Then this aqueous solution
355.05 g was heated to 80 ° C., and a mixed solution of 4.0 g of 40% NaOH and 11.64 g of NaOCl containing 12.2% of available chlorine was found in the aqueous solution at a time while stirring was continued. After the addition, the mixture was allowed to react for 5 seconds, which was 1.92% in terms of acrylamide-based polymer and had a cation equivalent of 2.43 meq / g and an anion equivalent of 0.30 meq / g by colloid titration. I got

比較例10 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコにアクリルアミド63.9g、アクリロニ
トリル5.3g、37%ホルマリン0.162gを仕込み、水を加え
全量を577.17gとした。しかるのち、窒素ガスを吹き込
みながら、内温を45℃に昇温させた。攪拌しながら、過
硫酸アンモニウム0.40g、亜硫酸水素ナトリウム0.18gを
投入して重合を開始した。その後、75℃で保温し、重合
開始後、3時間後に水を投入し、重合を完了させたとこ
ろ、ポリマー成分10%、25℃におけるブルックフィール
ド粘度がNo4ローター、60rpmで4800cps、No3ローター、
6rpmで5650cps、すなわち粘性指数0.85のアクリルアミ
ド系ポリマー水溶液を得た。その後、この水溶液346.3g
に冷却し、攪拌を続けながら当該水溶液中に40%NaOH 3
0.0g、有効塩素12.2%のNaOCl 87.3gを混合滴下し、15
℃に保ちながら3時間反応させた。反応終了後、20%HC
lでpHを4.5に調整し、15℃の水を加え、先のアクリルア
ミド系ポリマー換算で6.0%であり、コロイド滴定によ
るカチオン当量が3.51meq/g、アニオン当量が0.41meq/g
のホフマン分解アクリルアミド系紙力増強剤A−7を得
た。
Comparative Example 10 63.9 g of acrylamide, 5.3 g of acrylonitrile, and 0.162 g of 37% formalin were charged into a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube, and water was added to make a total amount of 577.17 g. Thereafter, the internal temperature was raised to 45 ° C. while blowing nitrogen gas. While stirring, 0.40 g of ammonium persulfate and 0.18 g of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. Thereafter, the temperature was maintained at 75 ° C., and after 3 hours from the start of the polymerization, water was added, and the polymerization was completed.When the polymerization was completed, the Brookfield viscosity at 25 ° C. was 4% at 4 ° C.
An acrylamide-based polymer aqueous solution having a viscosity index of 0.85 was obtained at 6 rpm at 5,650 cps. Then, 346.3 g of this aqueous solution
And 40% NaOH 3 in the aqueous solution with continued stirring.
0.0g, 87.3g of NaOCl with 12.2% available chlorine were added dropwise and mixed.
The reaction was carried out for 3 hours while maintaining the temperature. After completion of the reaction, 20% HC
The pH is adjusted to 4.5 with l, water at 15 ° C is added, and the acrylamide polymer is 6.0% in terms of acrylamide polymer. The cation equivalent by colloid titration is 3.51meq / g and the anion equivalent is 0.41meq / g.
Of Hoffman-decomposed acrylamide-based paper strength agent A-7 was obtained.

実施例4 比較例10で得られたアクリルアミド系ポリマー水溶液
を蒸留水で稀釈し2%水溶液とした。
Example 4 The aqueous solution of an acrylamide polymer obtained in Comparative Example 10 was diluted with distilled water to obtain a 2% aqueous solution.

次いでこの水溶液346.3gを75℃に加熱し、攪拌しなが
ら当該水溶液中に40%HaOH 6.0g、有効塩素12.2%のNaC
l 17.46gの混合溶液を一度に加えた。
Next, 346.3 g of this aqueous solution was heated to 75 ° C., and while stirring, 6.0 g of 40% HaOH and 12.2% of available chlorine were added to the aqueous solution.
l 17.46 g of the mixed solution was added at once.

添加後、10秒間反応させ、先のアクリルアミド系ポリ
マー換算で1.87%であり、コロイド滴定によるカチオン
当量が3.53meq/g、アニオン当量が0.40meq/gのホフマン
分解アクリルアミド系紙力増強剤A−8を得た。
After the addition, the mixture was reacted for 10 seconds, and was 1.87% in terms of the acrylamide-based polymer. The cation equivalent by colloid titration was 3.53 meq / g and the anion equivalent was 0.40 meq / g. I got

比較例11、実施例5、比較例12、実施例6 37%ホルマリンの量と、それに伴う重合開始剤の量を
変更した以外は、比較例10または実施例4と同様の方法
により、ホフマン分解アクリルアミド系紙力増強剤A−
9〜A-12を得た。
Comparative Example 11, Example 5, Comparative Example 12, Example 6 Huffman degradation was performed in the same manner as in Comparative Example 10 or Example 4, except that the amount of 37% formalin and the amount of the polymerization initiator involved were changed. Acrylamide paper strength agent A-
9 to A-12 were obtained.

A−9〜A-12の合成条件及び物性値を表1に示す。 Table 1 shows the synthesis conditions and physical properties of A-9 to A-12.

比較例3 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコにアクリルアミド63.9gアクリロニト
リル5.3gを仕込み、水を加え全量を576.7gとした。しか
るのち、窒素ガスを吹き込みながら、内温を45℃に昇温
させた。
Comparative Example 3 63.9 g of acrylamide and 5.3 g of acrylonitrile were charged into a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube, and water was added to make a total amount of 576.7 g. Thereafter, the internal temperature was raised to 45 ° C. while blowing nitrogen gas.

攪拌しながら、過硫酸アンモニウム0.18g、亜硫酸水
素ナトリウム0.08gを投入して重合を開始した。その
後、75℃で保温し、重合開始後、3時間後に水を投入
し、重合を完了させたところ、ポリマー成分10%、25℃
におけるブルックフィールド粘度がNo4ローター、60rpm
で5530cps、No3ローター、6rpmで5500cps、すなわち粘
性指数1.01のアクリルアミド系ポリマー水溶液を得た。
While stirring, 0.18 g of ammonium persulfate and 0.08 g of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. Thereafter, the temperature was maintained at 75 ° C., and after 3 hours from the start of the polymerization, water was added, and the polymerization was completed.
Brookfield viscosity at No.4 rotor, 60rpm
5530 cps, No. 3 rotor, and 6500 rpm at 5500 cps, that is, an aqueous solution of an acrylamide polymer having a viscosity index of 1.01 was obtained.

その後、この水溶液346.0gを5℃に冷却し、攪拌を続
けながら当該水溶液中に40% NaOH30.0g、有効塩素12.2
%のNaOCl 87.3gを混合滴下し、15℃に保ちながら3時
間反応させた。反応終了後、20%HClでpHを4.5に調整
し、15℃の水を加え、先のアクリルアミド系ポリマー換
算で6.0%であり、コロイド滴定によるカチオン当量が
3.48meq/g、アニオン当量が0.42meq/gのホフマン分解ア
クリルアミド系紙力増強剤B−3を得た。
Thereafter, 346.0 g of this aqueous solution was cooled to 5 ° C., and 30.0 g of 40% NaOH and 12.2 g of available chlorine were added to the aqueous solution while stirring.
87.3 g of NaOCl% was added dropwise thereto, and the mixture was reacted for 3 hours while keeping the temperature at 15 ° C. After completion of the reaction, the pH was adjusted to 4.5 with 20% HCl, water was added at 15 ° C, and the acrylamide-based polymer was 6.0% in terms of cation equivalent by colloid titration.
A Hoffman-degraded acrylamide paper strength agent B-3 having 3.48 meq / g and an anion equivalent of 0.42 meq / g was obtained.

比較例4 比較例3で得られたアクリルアミド系ポリマー水溶液
を蒸留水で稀釈し2%水溶液とした。
Comparative Example 4 The aqueous solution of an acrylamide polymer obtained in Comparative Example 3 was diluted with distilled water to obtain a 2% aqueous solution.

次いでこの水溶液346.0gを75℃に加熱し、攪拌を続け
ながら当該水溶液中に40%NaOH 6.0g、有効塩素12.2%
のNaOCl 17.46gの混合溶液を一度に加えた。添加後、10
秒間反応させ、先のアクリルアミド系ポリマー換算で1.
87%であり、コロイド適定によるカチオン当量が3.51me
q/g、アニオン当量が0.39meq/gのホフマン分解アクリル
アミド系統力増強剤B−4を得た。
Next, 346.0 g of this aqueous solution was heated to 75 ° C., and 6.0 g of 40% NaOH and 12.2% of available chlorine were added to the aqueous solution while stirring was continued.
A mixed solution of 17.46 g of NaOCl was added all at once. After addition, 10
After reacting for 2 seconds, 1.
87%, cation equivalent by colloid titration is 3.51me
A Huffman-degraded acrylamide-based power enhancer B-4 having a q / g and anion equivalent of 0.39 meq / g was obtained.

比較例13 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコにアクリルアミド31.95g、アクリロニ
トリル2.65gを仕込み、水を加え全量を288.3gとした。
しかるのち、窒素ガスを吹き込みながら、内温を45℃に
昇温させた。
Comparative Example 13 A four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube was charged with 31.95 g of acrylamide and 2.65 g of acrylonitrile, and water was added to make a total amount of 288.3 g.
Thereafter, the internal temperature was raised to 45 ° C. while blowing nitrogen gas.

攪拌しながら、過硫酸アンモニウム0.132g、亜硫酸水
素ナトリウム0.06gを投入して重合を開始した。重合開
始剤添加45分後、76℃まで温度が上昇しその後、75℃で
1時間保温しアクリルアミド系ポリマー水溶液を得た。
しかるのち、該アクリルアミド系ポリマー水溶液に、ア
クリルアミド35.5g、および水を仕込み、全量を584.17g
とし、内温を45℃に調整した。
While stirring, 0.132 g of ammonium persulfate and 0.06 g of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. Forty-five minutes after the addition of the polymerization initiator, the temperature was raised to 76 ° C., and then kept at 75 ° C. for one hour to obtain an acrylamide-based polymer aqueous solution.
Thereafter, 35.5 g of acrylamide and water were charged into the acrylamide-based polymer aqueous solution, and the total amount was 584.17 g.
And the internal temperature was adjusted to 45 ° C.

攪拌しながら硝酸セリウムアンモニウム3.2gの1N硝酸
水溶液の水溶液を加え60℃で1時間反応を行った。その
後、水を投入し、重合を完了させたところ、ポリマー成
分10%、25℃におけるブルックフィールド粘度がNo4ロ
ーター、60rpmで5000cps、No3ローター、6rpmで5550cp
s、すなわち粘性指数0.90のアクリルアミド系ポリマー
水溶液を得た。
While stirring, an aqueous solution of 3.2 g of 1N nitric acid aqueous solution of cerium ammonium nitrate was added, and the reaction was carried out at 60 ° C. for 1 hour. After that, water was added to complete the polymerization, and the polymer component was 10%. The Brookfield viscosity at 25 ° C was 5 cps at 4 rpm, 5000 cps at 60 rpm, and 5550 cps at 6 rpm.
s, that is, an acrylamide-based polymer aqueous solution having a viscosity index of 0.90 was obtained.

その後、この水溶液350.5gを10℃に冷却し、攪拌を続
けながら当該水溶液中に40%NaOH 10.0g、有効塩素12.2
%のNaOCl 29.1gを混合滴下し、10℃に保ちながら10時
間反応させた。反応終了後、20% HClでpHを4.5に調整
し、10℃の水を加え、先のアクリルアミド系ポリマー換
算で6.0%であり、コロイド滴定によるカチオン当量が
1.28meq/g、アニオン当量が0.14meq/gのホフマン分解ア
クリルアミド系紙力増強剤A-13を得た。
Thereafter, 350.5 g of this aqueous solution was cooled to 10 ° C., and 10.0 g of 40% NaOH and 12.2 g of available chlorine were added to the aqueous solution while stirring was continued.
29.1 g of NaOCl% was added dropwise thereto and reacted at 10 ° C. for 10 hours. After completion of the reaction, the pH was adjusted to 4.5 with 20% HCl, water was added at 10 ° C, and the acrylamide-based polymer was 6.0% in terms of cation equivalent by colloid titration.
A Huffman-degraded acrylamide paper strength agent A-13 having 1.28 meq / g and anion equivalent of 0.14 meq / g was obtained.

実施例7 比較例13で得られたアクリルアミド系ポリマー水溶液
を蒸留水で稀釈し2%水溶液とした。
Example 7 The aqueous solution of an acrylamide polymer obtained in Comparative Example 13 was diluted with distilled water to obtain a 2% aqueous solution.

ついでこの水溶液350.5gを70℃に加熱し、攪拌を続け
ながら当該水溶液中に40%NaOH 2.0g、有効塩素12.2%
のNaOCl 5.82gの混合溶液を一度に加えた。添加後、15
秒間反応させ、先のアクリルアミド系ポリマー換算で1.
96%であり、コロイド滴定によるカチオン当量が1.29me
q/g、アニオン当量が0.14meq/gのホフマン分解アクリル
アミド系紙力増強剤A−14を得た、 比較例5 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコにアクリルアミド67.45g、アクリロニ
トリル2.65gを仕込み、水を加え全量を584.17gとした。
しかるのち、窒素ガスを吹き込みながら、内温を45℃に
昇温させた。攪拌しながら、過硫酸アンモニウム0.18
g、亜硫酸水素ナトリウム0.08gを投入して重合を開始し
た。その後85℃で保温し、重合開始後、3時間後に水を
投入し、重合を完了させたところ、ポリマー成分10%、
25℃におけるブルックフィールド粘度がNo4ローター、6
0rpmで5880cps、No3ローター、6rpmで5870cps、すなわ
ち粘性指数1.00のアクリルアミド系ポリマー水溶液を得
た。
Next, 350.5 g of this aqueous solution was heated to 70 ° C., and 2.0 g of 40% NaOH and 12.2% of available chlorine were added to the aqueous solution while stirring.
A mixed solution of 5.82 g of NaOCl was added all at once. After addition, 15
After reacting for 2 seconds, 1.
96%, cation equivalent by colloid titration 1.29me
Comparative Example 5 A four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube was obtained. Then, 67.45 g of acrylamide and 2.65 g of acrylonitrile were charged into the mixture, and water was added to adjust the total amount to 584.17 g.
Thereafter, the internal temperature was raised to 45 ° C. while blowing nitrogen gas. With stirring, ammonium persulfate 0.18
g and sodium bisulfite 0.08 g were added to initiate polymerization. Thereafter, the temperature was maintained at 85 ° C., and after 3 hours from the start of the polymerization, water was added, and the polymerization was completed.
No.4 rotor with Brookfield viscosity at 25 ℃, 6
An acrylamide-based polymer aqueous solution having 5880 cps at 0 rpm and a No. 3 rotor and 5870 cps at 6 rpm, that is, a viscosity index of 1.00 was obtained.

その後、この水溶液350.5gを10℃に冷却し、攪拌を続
けながら当該水溶液中に40% NaOH 10.0g、有効塩素12.
2%のNaOCl 29.1gを混合滴下し、10℃に保ちながら10時
間反応させた。反応終了後、20% HClでpHを4.5に調整
し、10℃の水を加え、先のアクリルアミド系ポリマー換
算で6.0%であり、コロイド滴定によるカチオン当量が
1.28meq/g、アニオン当量が0.15meq/gのホフマン分解ア
クリルアミド系紙力増強剤B−5を得た。
Thereafter, 350.5 g of this aqueous solution was cooled to 10 ° C., and 10.0 g of 40% NaOH and 12.
29.1 g of 2% NaOCl was added dropwise thereto, and the mixture was reacted for 10 hours while maintaining the temperature at 10 ° C. After completion of the reaction, the pH was adjusted to 4.5 with 20% HCl, water was added at 10 ° C, and the acrylamide-based polymer was 6.0% in terms of cation equivalent by colloid titration.
A Hoffman-degraded acrylamide paper strength agent B-5 having 1.28 meq / g and an anion equivalent of 0.15 meq / g was obtained.

比較例6 比較例9で得られたアクリルアミド系ポリマー水溶液
を蒸留水で稀釈し2%水溶液とした。ついでこの水溶液
350.5gを70℃に加熱し、攪拌を続けながら当該水溶液中
に40%NaOH 2.0g、有効塩素12.2%のNaOCl 5.82gの混合
溶液を一度に加えた。添加後、15秒間反応させ、先のア
クリルアミド系ポリマー換算で1.96%であり、コロイド
滴定によるカチオン当量が1.30meq/g、アニオン当量が
0.13meq/gのホフマン分解アクリルアミド系紙力増強剤
B−6を得た。
Comparative Example 6 The aqueous solution of an acrylamide polymer obtained in Comparative Example 9 was diluted with distilled water to obtain a 2% aqueous solution. Then this aqueous solution
350.5 g was heated to 70 ° C., and a mixed solution of 2.0 g of 40% NaOH and 5.82 g of NaOCl containing 12.2% of available chlorine was added to the aqueous solution at a time while stirring was continued. After the addition, the mixture was allowed to react for 15 seconds. The acrylamide-based polymer was 1.96%, the cation equivalent by colloid titration was 1.30 meq / g, and the anion equivalent was
A Hoffman-decomposed acrylamide paper strength agent B-6 of 0.13 meq / g was obtained.

実施例1〜7及び比較例1〜12の紙力増強剤の一覧表
を表1にまとめて示す。
Table 1 shows a list of the paper strength agents of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 12.

応用実施例 CFS 450mlに叩解した段ボール古紙の1%パルプスラ
リーに、硫酸バンドを1%パルプスラリーのパルプに対
して1%添加し、1分間攪拌を行った。攪拌後のパルプ
スラリーのpHは5.5であった。
Application Example 1% sulfuric acid band was added to 1% pulp slurry of 1% pulp slurry to 1% pulp slurry of corrugated waste paper beaten to 450 ml of CFS and stirred for 1 minute. The pH of the pulp slurry after stirring was 5.5.

この1%パルプスラリーに、比較例7で製造した紙力
増強剤の1%水溶液を、パルプに対して固形分で0.5%
になるように添加し、1分間攪拌を行った。攪拌終了
後、このパルプスラリーの一部を用い、JIS-P-8121に準
じ、カナディアンスタンダードフリーネス(CSF)を測
定した。
To this 1% pulp slurry, a 1% aqueous solution of the paper strength agent produced in Comparative Example 7 was added to the pulp at a solid content of 0.5%.
And stirred for 1 minute. After completion of the stirring, Canadian Standard Freeness (CSF) was measured using a part of the pulp slurry according to JIS-P-8121.

さらに、一部はタッピースタンダードシートマシンに
より、坪量150g/m2の紙に抄造し、JIS-P-8112により破
裂強度を、JIS-P-8126により圧縮強度を、熊谷理機工業
(株)のインターナルボンドテスターでZ軸強度を測定
した。
In addition, a part is made into paper with a basis weight of 150 g / m 2 by a tappy standard sheet machine, the burst strength is determined by JIS-P-8112, the compressive strength is determined by JIS-P-8126, and Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd. The Z-axis strength was measured with an internal bond tester.

また、実施例1〜7および比較例2〜12で製造した紙
力増強剤についても、実施例1で製造した紙力増強剤と
同様の操作を行った。
Moreover, the same operation as the paper strength enhancer produced in Example 1 was performed also about the paper strength enhancer produced in Examples 1-7 and Comparative Examples 2-12.

その結果をまとめて表2−1〜2−3に示す。尚、こ
こで使用した紙力増強剤はすべて製造直後のものを使用
した。
The results are shown in Tables 2-1 to 2-3. The paper strength enhancers used here were all those immediately after production.

ブランクは硫酸バンドおよび紙力増強剤を添加してい
ないことを示す。
Blank indicates no added sulfuric acid band and paper strength agent.

〔発明の効果〕 本発明による製紙用添加剤すなわち紙力増強剤は表1
に示したように、従来公知のアクリルアミド系ポリマー
を使用して得られたホフマン分解アクリルアミド系紙力
増強剤と比較して、ろ水性、Z軸強度、破裂強度、圧縮
強度などの向上効果が高い。また、ホフマン分解反応の
条件は、高温で短時間で反応させたホフマン分解アクリ
ルアミド系紙力増強剤のほうが低温で長時間反応させた
ものより、その効果はたかい。
[Effect of the Invention] The papermaking additive according to the present invention, that is, the paper strength enhancer is shown in Table 1.
As shown in the above, compared with a Hoffman-decomposed acrylamide-based paper strength enhancer obtained using a conventionally known acrylamide-based polymer, the effect of improving drainage, Z-axis strength, burst strength, compressive strength, etc. is high. . As for the Hoffman decomposition reaction conditions, the effect of the Hoffman decomposition acrylamide paper strength agent reacted at a high temperature in a short time is higher than that of a reaction performed at a low temperature for a long time.

以上のように本願発明による製紙用添加剤は優れた性
能を有しているのは明白である。
As described above, it is clear that the papermaking additive according to the present invention has excellent performance.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アクリルアミド系ポリマーを、アルカリ存
在下で、次亜ハロゲン酸塩とを50〜110℃の温度範囲で
反応させて得られるホフマン分解アクリルアミド系ポリ
マーを含有する製紙用添加剤において、 該アクリルアミド系ポリマーが A)ポリマー構成モノマー中、0.01〜1モル%の架橋性
モノマー及び/又は0.01〜5モル%の架橋剤を添加して
重合したポリマー主鎖に3次元の架橋構造を持つアクリ
ルアミド系ポリマー 或いは、 B)アクリルアミド系ポリマー主鎖を、更にグラフト重
合して、ポリマー主鎖に側鎖構造を持つアクリルアミド
系ポリマー であることを特傲とする製紙用添加剤。
1. A papermaking additive comprising a Hoffman-decomposed acrylamide-based polymer obtained by reacting an acrylamide-based polymer with a hypohalite in the presence of an alkali in a temperature range of 50 to 110 ° C. Acrylamide-based polymer having the three-dimensional crosslinked structure in the polymer main chain obtained by adding 0.01 to 1 mol% of a crosslinkable monomer and / or 0.01 to 5 mol% of a crosslinker in the polymer constituting monomer A) Polymer or B) An additive for papermaking which is characterized by being an acrylamide polymer having a side chain structure in the polymer main chain by further graft-polymerizing the acrylamide polymer main chain.
【請求項2】A)ポリマー構成モノマー中、0.01〜1モ
ル%の架橋性モノマー及び/又は0.01〜5モル%の架橋
剤を添加して重合したポリマー主鎖に3次元の架橋構造
を持つアクリルアミド系ポリマー 或いは、 B)アクリルアミド系ポリマー主鎖を、更にグラフト重
合して、ポリマー主鎖に側鎖構造を持つアクリルアミド
系ポリマーを アルカリ存在下で、50℃以上で次亜ハロゲン酸塩と反応
させてホフマン分解することを特徴とする製紙用添加剤
用アクリルアミド系ポリマーの製造方法。
2. A) Acrylamide having a three-dimensional cross-linked structure in a polymer main chain obtained by adding 0.01 to 1 mol% of a cross-linkable monomer and / or 0.01 to 5 mol% of a cross-linking agent in a monomer constituting a polymer. Or B) Acrylamide-based polymer main chain is further graft-polymerized, and the acrylamide-based polymer having a side chain structure in the polymer main chain is reacted with hypohalite at 50 ° C or more in the presence of an alkali. A method for producing an acrylamide-based polymer for a papermaking additive, which comprises subjecting to Hoffman decomposition.
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